基于模糊控制的汽车主动悬架系统仿真研究

汽车悬架直接影响汽车在行驶过程中抑制不平路面对车身的冲击力及车身倾斜度,传统被动悬架遇冲击自动调节能力较差,抗振能力不强,针对上述问题,通过对悬架受力特点分析,建立了1/4车体二自由度主动悬架数学模型,结合自动控制理论,设计车辆的主动悬架模糊控制器,利用MATLAB/Simulink模糊工具箱对其进行仿真,在相同输入的情况下,对主动悬架与被动悬架模型部分性能参数分析比较,仿真结果表明采用此模糊控制器的主动悬架在提高车辆乘坐的舒适性和操纵的稳定性方面明显优于被动悬架。实验证明,研究结果对汽车主动悬架系统的设计具有一定参考价值。     

基于模糊控制的汽车主动悬架仿真研究

本文建立了汽车振动的四分之一车体悬架模型和悬架系统的振动微分方程,并利用Matlab／Simulink软件实现了两自由度主动悬架的仿真模型。应用传递函数方法,对主动悬架在不同路况下的控制策略进行了深入研究,给出了相应的模糊控制策略,并进行仿真实验。仿真结果表明,装备了主动悬架的整车与被动悬架控制相比,前者在很大程度上降低了车身加速度、悬架动挠度和轮胎的相对动载荷,从而有效地提高了汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性。     

基于反向递推的主动悬架控制设计与仿真

车辆悬架系统是典型的非线性系统,反向递推(Backstepping)控制理论适用于非线性系统的控制.本文建立了基于反向递推控制策略的车辆主动悬架模型,证明了该主动悬架系统具有全局渐进稳定特性,能实现突遇路面冲击时防止发生悬架击穿之目的.对某型车辆单轮悬架的越障案例进行了仿真研究,结果表明:当车辆驶过路面突起时,采用所提出的反向递推控制策略的主动悬榘系统的性能优于最优控制主动悬架和被动悬架系统,避免了悬架击穿.     

汽车主动悬架高精度数学模型的计算机仿真

由于车辆主动悬架在实际应用中存在一些问题,因此需要一个高精度的数学模型来真实地描述实际的系统。该文分别对两个1／4车辆主动悬架系统的数学模型进行描述,并分别对整个悬架系统采用最优控制策略进行仿真,通过比较可以得出建立高精度数学模型对主动悬架系统研究的重要性。     

气动肌肉仿生关节建模与机构优化设计仿真

关于机器人关节动态设计优化问题,机器人关节机构应随仿生特性要求而变化.建立了拮抗安装气动肌肉驱动的关节模型,通过齐次坐标变换建立了气动肌肉伸缩量与关节转角之间的精确模型.提出了4个约束条件,定义了关节有效摆动角度.为分析不对称和不等高机构对转动角度、速度及加速和控制精度的影响,利用MATLAB编程进行了3组参数下的摆动仿真,对比了关节轨迹曲线,并分析了各约束条件的强弱.针对人手臂关节,优化设计了仿生肩和肘关节.与传统方案对比表明,优化设计的仿生肘关节转角范围更广;肩关节加速性能更好;仿生关节性能特性更接近人类上肢体运动特点.     

车辆主动悬架模糊控制器的设计及其仿真分析

该文通过车辆悬架系统和路面输入模型的建立，应用模糊逻辑控制理论，进行了车辆主动悬架模糊控制器的设计，并在Matlab/Sirmulink环境中对此模糊控制器进行了仿真，把它与传统的被动悬架和用LQG控制器控制的主动悬架作了比较及性能分析，仿真结果证明了相对于其它两种悬架来说，具有模糊控制器作用的主动悬架在降低车身加速度、改善车辆的行驶平顺性和乘坐舒适性上有显著的效果。     

基于神经网络的气动肌肉迟滞建模比较研究

针对气动肌肉运动过程中产生的迟滞现象,采用神经网络方法对其位移/气压迟滞开展了建模比较研究。首先组建了气动肌肉的迟滞特性测试实验平台,采集其位移/气压迟滞实验数据。然后基于BP神经网络和RBF神经网络分别进行了迟滞环的整体和分段建模,并与经典PI模型的建模效果进行了对比。 研究表明,PI模型的建模精度比神经网络差,但计算时间短,神经网络整体建模时存在过拟合现象,而分段建模则可有效避免过拟合现象,BP神经网络的建模与预测精度均优于RBF神经网络。对于BP神经网络,分段建模的平均误差、均方差和最大误差相较于整体建模分别减小了9.07%、14.54%和24.68%,而采用RBF神经网络,其误差分别减小了8.89%、13.03%和19.49%,可见分段建模的预测精度优于整体建模。     

汽车半车主动悬架系统模型降阶研究

研究汽车悬架系统是复杂的物理系统,为保证悬架控制系统性能得到优化,针对优化设计控制器技术改进.如何用尽可能简单的数学模型加以实现.提出用四自由度半车悬架系统建立其动力学状态空间模型,为改善系统的性能,采用最优控制方法设计输出反馈最优控制器得到悬架闭环控制系统.应用模态截取法、均衡截取法对原高阶控制系统的数学模型进行降阶研究.结果表明均衡截取法能获得更好的降阶效果,原系统模型阶数能够被较大程度地降低,通过MATLAB/Simu-link仿真证明所得到的低阶控制系统能获得与全阶控制系统相近似的闭环控制性能,并使系统提高优化效果.     

垂直气动人工肌肉系统的模型参考自适应逆补偿控制

与传统刚性驱动系统相比, 气动人工肌肉系统具有质量轻、人机交互友好等优势, 近年来在生产生活中受到广泛关注. 然而, 该类系统的运动呈现出复杂的迟滞特性, 这给针对该类系统的跟踪控制研究带来了挑战. 本文针对垂直气动人工肌肉系统, 提出一种模型参考自适应逆补偿控制策略, 可有效克服迟滞特性以及控制过程中外界扰动和参数摄动等不确定因素对系统运动状态的影响, 实现系统高精度跟踪控制. 具体而言, 本文首先对系统的运动特性以及影响系统控制精度的不确定因素进行分析; 然后, 基于分析结果建立一个描述系统运动特性的参考模型; 进而采用逆补偿思想, 通过对所建立的参考模型求逆来构造一个逆补偿控制器, 克服迟滞特性对系统运动状态产生的影响; 随后, 基于最小均方误差算法设计自适应律, 在线辨识参考模型的权值, 同时估计逆补偿控制器的设计参数, 克服外界扰动和参数摄动等不确定因素对系统运动状态的影响; 最后, 通过实验验证所提控制策略的有效性.     

车辆主动悬架优化设计与仿真分析

基于混合粒子群优化（Hybrid Particle Swarm Optimization,HPSO）算法设计了一种以降低车身加速度（BA）,悬架动行程（SWS）和轮胎动位移（DTD）为目标的车辆主动悬架线性最优控制器。建立了2自由度1/4车辆主动悬架动力学模型,运用混合粒子群优化算法对LQG控制器的权值矩阵进行优化求解,在Matlab/Simulink环境下,对不同工况下的车辆悬架进行了仿真分析。仿真结果表明,经过混合粒子群算法优化后的主动悬架在行驶平顺性和操纵稳定性上有所改善,并且优化后主动悬架性能指标BA,SWS和DTD的均方根值最大分别减少了22.56%,44.27%和19.75%。     

基于EHA的车辆主动悬架建模与仿真研究

采用一种新颖的可控减振技术,提出基于EHA的主动悬架系统.文章在建立1/4车辆悬架动力学模型和EHA综合模型的基础上,以天棚阻尼模型作为参考模型,利用模糊控制方法对簧载质量的垂直加速度进行控制并与被动悬架进行了比较.仿真结果表明:在随机和脉冲两种信号的激励下,相对于被动悬架,主动悬架簧载质量的垂直加速度均方根值分别下降了27%、16%,结果证明了所建模型的正确性以及模糊控制方法对改善汽车性能的可行性和有效性.     

扁平气动人工肌肉的设计和分析

传统的气动人工肌肉受结构和制造手段的限制,很难同时满足高收缩率、高收缩力和全柔性等应用需求。针对这些问题,本文基于约束层、收缩层与扁平气囊正交混合编织的工艺,提出了一种扁平编织型气动人工肌肉（扁肌）。通过建模分析了最小收缩层长度、收缩率以及扁肌最大厚度与气囊层数及气囊手指数量之间的关系,并通过数值拟合获得了收缩力的近似解析解。扁肌的各主要部件均采用激光切割而成,组装完成的扁肌质量仅为8.1g,厚1.2mm。收缩实验表明,扁肌在5%的收缩率下最大收缩力可达280 N,是其自重的3527倍。在0.5 kg的负载下最大收缩率42.8%,最大收缩速度1216.2mm/s。迟滞实验表明,扁肌存在一定的位移迟滞,而力迟滞并不明显。在采用闭环控制时,扁肌对0.25 Hz的正弦信号具有良好的位置跟踪能力,最大位移误差2.5mm。当频率为0.5 Hz时,受放气速度的影响,扁肌存在较大位移延迟。     

基于MATLAB的并联有源电力滤波系统的仿真研究

本文系统分析了有源电力滤波系统的工作原理 ,系统结构 ,控制方法等 ,并以MATLAB为仿真工具 ,对三相有源电力滤波系统进行建模及仿真分析。不同于传统的模拟滞环比较器 ,这里采用基于DSP软件控制的滞环比较方式控制补偿电流的产生 ,实现简单。在此基础上 ,着重分析输入电感 ,采样频率以及直流侧电压对补偿效果的影响。仿真结果表明 ,若参数选取适当 ,该系统具有较好的谐波补偿效果。     

基于神经网络自适应控制的主动悬挂系统

该文给出了利用神经网络对主动悬挂系统进行自适应控制的方法，分析在不同的参数条件下的系统响应，仿真结果表明，用这种控制算法能对存在未知参数和变化参数的主动悬挂系统有很好的控制效果。     

车辆空气悬架PID控制优化仿真

考虑到空气弹簧的非线性特性,建立了2自由度车辆空气悬架系统的振动模型.为了提高车辆行驶平顺性和乘坐舒适性,设计将粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法与PID控制策略相结合后应用于车辆空气悬架系统控制,并在Matlab/Simulink环境下,对不同车速和行驶路况下的车辆空气悬架进行了仿真分析.仿真结果表明:与传统的PID控制比较,基于粒子群优化的PID控制器使得车辆空气悬架系统的车身垂向加速度(BA),悬架动行程(sws)和轮胎动位移(DTD)的均方根值都有所减少,改善了车辆的平顺性和操纵稳定性.     

汽车天棚控制半主动悬架模型仿真与性能分析

该文对比研究了天棚控制半主动悬架的动力学性能。在建立线性被动悬架、传统非线性弹簧悬架和天棚控制半主动悬架动力学模型的基础上。利用MATLAB软件的SIMULINK工具箱对其进行仿真,获得车身加速度时域频域响应特性、轮胎动载荷及悬架动挠度的时域特性,并对仿真结果进行了对比分析。天棚控制半主动悬架的阻尼系数通过估算确定。结果表明。半主动悬架有效地改善了汽车的行驶平顺性和操纵稳定性,但其在衰减高频振动上仍存在不足。