基于俯仰角加速度的驾驶室悬置系统修改

采用柔性化的驾驶室建立驾驶室悬置系统的多体动力学模型,通过道路试验测得仿真模型的激励和验证信号,从自由度、加速度均方根值和系统模态等三个方面验证了模型的正确性。以俯仰角加权加速度均方根值为优化目标,在频域内对驾驶室悬置参数进行了正交试验匹配,使得不同车速下座椅处的俯仰角加权加速度均方根值平均降低14%,垂向加权加速度均方根值平均降低9%,驾驶室悬置动扰度平均降低18%。最后重新设计了驾驶室前后悬置弹簧。     

基于半车模型的主动悬架控制策略研究

首先建立了半车模型主动悬架系统的动力学模型,然后以车身质心垂向加速度、车身俯仰角加速度为控制对象设计了主动悬架系统控制器。在Simulink中建立相应的仿真系统模型和控制器模型,并对主动悬架控制系统进行仿真。将仿真结果与被动悬架系统和以前、后车身垂向加速度为控制对象的主动悬架控制系统的仿真结果进行对比分析,结果表明,该主动悬架控制可极大地抑制车身振动、车身俯仰变化,明显改善了车辆行驶的平顺性。     

重卡驾驶室半主动悬置控制方法

为了抑制在路面激励下某型重卡驾驶室的振动加速度响应,研究基于磁流变阻尼器驾驶室半主动悬置系统的控制方法。建立了重卡驾驶室半主动悬置集中质量动力学模型,分别采用比例积分微分(proportion integration differentiation,简称PID)控制理论和模糊最优控制理论设计控制器,并利用磁流变阻尼器动力特性实验数据对模糊最优控制器的参数进行优化。以驾驶室质心垂直、侧倾及俯仰3个方向加速度为控制目标,利用ADAMS/Simulink联合仿真方法,对比分析PID控制和模糊最优两种控制策略与被动状态下重卡驾驶室悬置振动控制效果。针对实际重卡进行不同速度路面激励下的振动控制实验。仿真和实验结果表明,采用PID和模糊最优控制方法均能有效抑制重卡驾驶室半主动悬置的振动加速度响应,其中模糊最优控制效果总体优于PID控制。     

模糊PID控制在磁流变半主动悬架中的应用

为了综合体现汽车车身的垂直跳动、俯仰变化以及侧倾问题,建立了七自由度半主动悬架非线性动力学模型和四轮随机路面模型,并加入了制动模块和转向模块。采用改进型Bouc-wen模型来模拟磁流变阻尼器。利用Fuzzy-PID复合控制技术,即利用模糊规则实现了对PID参数的在线修改,使控制器能按操作者最初设定的规则进行自动调整,以便获得更好的控制性能。仿真结果表明:与常规PID控制相比,Fuzzy-PID控制具有更好的控制效果,不仅能够更有效的降低车身加速度、侧倾角加速度与俯仰角加速度,而且能较大的改善悬架动扰度,提高车辆的舒适性和安全性。     

汽车磁流变半主动悬架控制策略对比研究

在分析磁流变减振器的结构与原理的基础上,建立起较为简化的汽车磁流变减振器数学模型。同时,建立了1/4汽车半主动悬架系统动力学模型及路面谱模型;分别设计了基于磁流变半主动悬架系统的天棚控制器、地棚控制器、PID控制器及模糊控制器,并利用Matlab/Simulink软件进行了仿真试验对比研究。在天棚控制策略下,车身加速度降低16.32%,悬架动挠度降低16.91%;在地棚控制下,车身加速度降低11.29%,悬架动挠度降低2.94%;在PID控制下,车身加速度降低79%,悬架动挠度反而上升73%;在模糊控制下,车身加速度降低21%,悬架动挠度降低12%,轮胎动载荷降低5%。结果表明,模糊控制磁流变半主动悬架有效减小了车身加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷,明显地提高了汽车乘坐舒适性和操纵稳定性。     

基于模糊PID控制的矿用自卸车满载和空载平顺性优化

为了进一步满足矿用自卸车在空载和满载两种工况下的平顺要求,建立了1/4车辆二自由度矿用自卸车主动悬架模型。分别使用PID控制器和模糊PID控制两种控制方式。以车身垂直加速度和车身垂直加速度变化率作为控制器的输入信号,对主动悬架系统进行仿真分析。对空载和满载两种工况下的矿用自卸车轮胎动载荷、悬架动行程和垂直加速度的均方根值进行比较。结果表明,被动悬架空载时的车辆平顺性要比满载时差。垂直加速度值差异最为明显,相差了91.10%。使用两种控制方式对两种工况都有优化效果,模糊PID的优化效果要更好,空载比满载的优化效果好,垂直加速度的优化效果要比其他两个好。     

履带车半主动悬架的复合控制策略研究

针对履带车行驶路况的多样性、复杂性以及自身结构的特殊性提出了一种基于磁流变阻尼器的履带车辆半主动悬架智能复合控制方法。以1/2履带式车辆悬挂系统为研究对象,对车体的垂直振幅、俯仰角以及车体的垂直振动加速度响应特性进行了分析。该控制方法以磁流变阻尼器为作动器,采用预瞄技术,以模糊控制为前馈控制,以PID控制为反馈控制,在MATLAB/Simulink中建立控制系统模型,对复杂随机路面输出进行数值仿真,仿真结果表明该复合控制方法具有实时性好、鲁棒性好、控制精度高等优点。与被动悬架相比,采用该智能复合控制方法的半主动悬架系统,其车身垂直振幅、俯仰角以及车体垂直振动加速度均得到了很好的控制,其中,垂直振幅均方根值减小了37.2%,俯仰角均方根值减小了45.2%,垂直振动加速度均方根值减小了38.6%。     

自适应模糊控制在磁流变半主动悬架中的应用

设计了一种应用于磁流变半主动悬架的自适应模糊控制器,该控制器利用神经网络训练模糊控制规则与隶属度函数,实现了神经网络与模糊控制的优势互补。为了综合反映汽车的侧倾和俯仰性能,建立了七自由度的半主动悬架非线性动力学模型和四轮随机路面模型,采用改进型BoucWen模型模拟磁流变阻尼器。同时为了验证控制器的稳定性,加入制动模块与转向模块,可以更加真实的反映汽车的行驶路况。仿真结果表明:神经模糊控制方法能够减小悬架的动位移、车身的垂直加速度、侧倾角加速度、俯仰角加速度,提高汽车的舒适性和安全性,改善幅度高于利用隔代遗传算法优化的分数阶PID控制器控制的半主动悬架。     

掘进机电控箱减振系统建模及参数匹配分析

掘进机作业工况恶劣,机体振动易导致机载振动敏感部件电控箱内电气元件失灵,进而影响电控箱的可靠性。为研究电控箱的振动特性,建立了掘进机电控箱阻尼缓冲模型,以电控箱的垂向加速度和俯仰角加速度作为评价指标,对电控箱减振器的刚度系数和阻尼系数进行了参数匹配分析,综合考虑参数间的相互影响,确定了电控箱减振器的最佳匹配参数。匹配后的电控箱垂向振动加速度均方根和俯仰角加速度均方根与原减振器相比分别减小了16.05%,9.45%。该研究对掘进机电控箱减振器结构改进以及动态特性分析具有参考价值。     

装载机驾驶室非线性减振系统试验与优化

以某型装载机驾驶室减振系统为研究对象,通过优化解决了驾驶室振动过大和驾驶舒适性差的问题。以实测的车架振动信号为输入激励,根据驾驶室实际结构简化了驾驶室-座椅-人体的非线性减振系统模型,驾驶室和座椅的垂向振动加速度均方根值的模型输出值和实车试验值最大误差不超过6%。以驾驶室和座椅的垂向加速度均方根值为目标,使用遗传算法进行多目标优化,将优化结果代入模型来验证优化前后的驾驶室与座椅的减振性能。实车试验表明,改进后驾驶室垂向加速度的均方根值减小16%,座椅垂向加速度的均方根值减小53%。     

军用汽车多点悬置设计研究

军用车辆上装厢体多与车架固接,使得上装厢体的平顺性差。提出在上装厢体与车架之间多点布置悬置的方法,以改善上装厢体的平顺性。将某军用运输车辆振动系统简化为十三自由度模型,并利用拉格朗日方程法建立了车辆的振动方程。首先根据具体车型,确定悬置元件的安装位置和安装方式,设计符合实际应用的悬置结构,并选用金属橡胶作为悬置的弹性阻尼元件。以各元件的刚度和阻尼为设计参数,在多种路况条件下,综合上装厢体垂向加速度、俯仰角度和侧倾角度以及驾驶员座椅处垂向加速度为加权优化目标,采用改进的粒子群算法进行参数寻优计算。根据所设计的悬置结构和计算所得金属橡胶元件参数,试制悬置样件,经样件装车台架实验表明,所设计的弹性支撑悬置能够有效降低上装厢体的垂向、俯仰和侧倾振动,同时,对驾驶员座椅处的垂向振动影响不大。     

基于平顺性的油气悬架参数动态分析与优化

以提高汽车行驶平顺性为目的,对油气悬架系统参数进行优化.建立油气悬架系统的二自由度1/4车辆数学模型.基于数学模型,在Matlab/Simulink软件中利用模块组合的方法建立仿真模型,并构建以车身垂直方向的加权加速度均方根值为目标函数的优化模型.优化算法采用遗传算法,通过编程将仿真模型、优化模型结合起来,实现Simulink、遗传算法对油气悬架系统参数的动态联合优化设计.利用该方法对某矿用自卸车前油气悬架设计阶段的结构参数进行优化,仿真结果表明:由该方法确定的油气悬架结构参数使车身垂直方向的加权加速度均方根值下降29.35%,加速度功率谱密度共振峰值降低23.6%,从而明显改善了汽车的行驶平顺性,同时也为其他类型的非线性悬架系统的动态优化设计提供了借鉴.     

越野车半主动悬架的变论域模糊PID控制

为了改善半主动悬架的控制效果,利用变论域理论对模糊PID控制器的输入论域和输出论域进行调节。根据阻尼可调两级压力式油气悬架的力学特性,建立半车半主动悬架动力学模型,在MATLAB/Simulink中构建半车半主动悬架控制模型,以冲击路面和随机路面作为输入激励进行仿真。结果表明,不同路面激励下,变论域模糊PID控制悬架和模糊PID控制悬架的减振效果均明显好于被动悬架,在冲击路面激励下的减振效果较好。冲击路面激励下,相较于模糊PID控制悬架,变论域模糊PID控制悬架的前、后车身垂直加速度和车身俯仰角加速度均方根分别减小30.89%,34.36%,37.00%,车身动挠度均方根比较接近,进一步提高了越野车的行驶平顺性。     

汽车半主动悬架的鲁棒控制

在多自由度车辆动力学模型的基础上，设计了一个基于多输入系统的滑模控制器。研究了系统在随机激励条件下的频域响应，计算了响应均方根值。考查了滑模控制器在变参数条件下的鲁棒特性。仿真结果表明，多输入系统的滑模控制器控制性能稳定，对于系统参数的改变，具有良好的鲁棒特性，采用滑模控制器的半主动悬架，其车身垂直加速度、俯仰角加速度及前后悬动挠度均得到明显的抑制，说明控制器的控制效果显著。     

汽车发动机磁流变悬置动特性及PID控制研究

针对发动机悬置怠速工况下的隔振问题,结合磁流变液体的流变特性,在已有磁流变发动机悬置的基础上改进了悬置结构,设计了带有多个惯性通道的磁流变半主动悬置,建立其力学模型,推导动刚度和阻尼滞后角的表达式,应用软件编制程序对悬置动特性进行仿真,并用试验的方法验证了单惯性通道悬置模型的正确性;建立了考虑悬架等效刚度和等效阻尼的二自由度模型,借助于Matlab/Simulink仿真模块搭建其仿真模型,对该二自由度系统的PID控制进行了仿真分析。研究结果表明,磁流变悬置在PID控制作用下有一定的隔振效果,能够改善车辆平顺性。     

悬架系统的控制策略及仿真分析

运用随机线性最优控制理论和PID控制策略,在悬架系统的控制过程中,建立悬架系统的模型,道路模型分别以轮胎动态位移、悬架动行程和车身加速度为控制目标实施控制,通过仿真分析,发现所设计的最优主动悬架显著地降低了车身的垂向振动加速度,提高了车辆乘坐的舒适性。     

车辆主动悬架解耦及其遗传优化控制研究

车辆簧上质量受到四轮激励引起的振动是一个非线性的耦合过程.为了有效减振,根据达朗贝尔原理建立整车七自由度主动悬架模型,在左右轮迹相干函数的基础上建立四轮路面激励时域模型,采用微分几何解耦方法,对整车悬架系统进行解耦控制得到状态反馈,通过对反馈控制器中二阶系统仿真,运用遗传算法对其二阶系数进行全局寻优并获得最优解.仿真结果表明:与被动悬架相比整车悬架经解耦遗传控制后,悬架垂向加速度、俯仰角加速度均方根值大幅衰减,达到了理想的预期.     

基于鱼群算法的永磁体-电磁阀式磁流变阻尼器半主动悬架系统

为了提高汽车悬架系统工作性能,对磁流变阻尼器半主动悬架控制系统进行了研究。首先,基于磁流变阻尼器工作原理,将永磁体与电磁阀引入其中,设计新型磁流变阻尼器并建立了仿真模型,示功特性试验结果表明,所设计的新型阻尼器可以满足汽车悬架的使用要求,同时,速度特性试验表明所建立的阻尼器模型具有较高的可信度;其次,基于牛顿定律建立了7自由度整车悬架模型;为了提高悬架控制效果,在对常规鱼群算法进行改进的基础上,设计了适合汽车悬架系统最优控制器的鱼群算法,实现了两者的集成控制;最后,进行了仿真试验。试验结果表明,与被动悬架相比,基于鱼群最优控制算法控制的汽车车身质心垂直加速度、俯仰角加速度、侧倾角加速度分别减小了38.95%、35.12%、35.98%,有效地提高了汽车的动力学性能。     

基于垂向性能研究的新型悬架参数设计

设计了一种用于四轮独立转向独立驱动电动轿车的独立悬架,该悬架采用双横臂、螺旋弹簧结构,悬架连接带轮毂电机的大质量电动车轮。对悬架系统进行简化,建立了悬架二自由度振动模型,采用均方根值分析方法,计算出振动系统的频率响应函数及振动响应的均方根值(包括车身加速度均方根值、车轮相对动载荷均方根值及悬架动挠度均方根值),基于悬架参数对电动车辆垂向性能的研究,提出了新型悬架弹簧刚度和减振器阻尼系数的设计方法,结合仿真及实验验证了设计方法的合理性。     

物流AGV机器人行驶动态特性分析

为提高物流AGV机器人的路面适应能力，设计适合物流仓储车间的AGV移动系统，该系统构建了纵臂式独立悬架，具有调节机构以改变减振器角度和纵臂长度；建立了机器人路面激励模型和整车四轮系振动耦合响应模型，构建以刚度系数和阻尼系数为变量，车身垂向加速度、俯仰角加速度和侧倾角加速度有效值作为机器人行驶动态评价统计量的优化模型；通过理论仿真与试验验证了对悬架系统建模分析的合理性，为提高移动机器人的行驶动态特性提供了理论依据。