汽车半主动悬架系统研究进展

基于系统工程理论，论述了汽车半主动悬架系统的研究和动态，分析了目前电/磁流变液减振液的研究及减振器开发现状。在分析了一些较为成功的半主动悬架控制策略的基础上，论述了经典控制、线性最优控制、自适应控制和智能控制方法在半主动悬架系统中的应用前景，提出了基于天棚阻尼控制理论、模糊控制理论和自适应控制理论为主线的复合控制策略。此外，提出了基于磁流变液减振器的半主动悬架系统研究与开发的整体思路，探讨了值得研究的若干理论和应用问题。     

半主动悬架研究

介绍国内外车辆悬架半主动控制研究的最新进展。阐述半主动悬架技术的产生背景,分析设计与优化过程中所用到的车辆模型和评价指标;结合国内外研究成果,对半主动悬架的控制方法和可调节减振器,作了较为详细的回顾和总结;列举出几种应用最广泛的半主动悬架控制方法并分析各自的优劣势,指出不同的控制方法相互结合可以达到更好的优化控制效果;阐述不同种类可调节减振器的工作原理;最后探讨半主动悬架发展的趋势,为车辆悬架半主动控制的进一步研究提供参考。     

汽车半主动悬架系统模糊控制仿真研究

建立了某型客车的1/4车体两自由度悬架模型,设计了双输入单输出的模糊控制器,在Matlab/Simulink环境下以滤波白噪声作为随机路面输入信号对客车半主动悬架模型进行了仿真研究。研究结果表明,与被动悬架相比较,基于模糊控制的半主动悬架能有效降低车身垂向加速度,使车辆平顺性有一定程度的提高,但在减小轮胎动载荷及悬架动挠度方面效果不明显,有待与其它控制方法组合对悬架系统进行联合控制,以取得更佳的振动控制效果。     

车辆非线性半主动悬架的模型跟踪变结构控制

以车辆两自由度系统的悬架振动模型为基础,针对该系统的非线性特性,设计了以最优控制系统为参考模型的模型跟踪变结构半主动控制系统.该控制系统用极点配置法确定切换面参数,以保证系统稳定;采用指数趋近率求取变结构控制律,使系统状态能够快速到达切换面,对逼近误差具有较强的鲁棒性,且能较为有效地削弱抖振.最后用Simulink进行仿真实验,结果表明:此控制系统具有良好的减振性能,能较好地提高乘坐舒适性.     

汽车磁流变半主动悬架模糊控制技术

在对磁流变减振器的特性进行理论分析的基础上,建立了1/4车辆的磁流变半主动悬架模型,设计了双输入单输出的自适应模糊控制器,并进行了仿真研究.仿真结果表明,相对于被动悬架和简单模糊控制器,自适应模糊控制器能够更好地抑制车身的垂直振动,提高乘坐的舒适性.     

车辆半主动悬架的试验研究

建立了车辆半主动悬架1／4模型,设计了半主动悬架台架试验系统,对不同的路面输入进行了仿真和试验研究,结果表明：建立的物理模型正确,试验系统稳定可靠,为半主动悬架及控制系统的进一步研究奠定了基础。     

基于模糊控制的磁流变减振器半主动悬架系统仿真分析

汽车悬架是汽车车身与车轮间连接的装置,它能够有效减少路面不平坦带来的振动。为了改善汽车行驶时的平顺性和操作系统的稳定性,针对汽车1/4半主动悬架模型,采用模糊控制方法,利用MATLAB/Simulink研究了不同车速及路面等级对控制系统的影响。结果表明:模糊控制能够减小路面不平坦引起的汽车悬架振动,提高行驶安全性、驾驶稳定性和乘坐舒适性。     

半主动悬架LQR控制策略的仿真研究

为了设计适用于半主动悬架的控制方法,本文建立了1/4车辆模型的状态空间.并采用线性二次型最优控制策略(LQR),通过选取控制器的性能指标,从而确定了最优控制规律.并对可调阻尼减震器进行简化建模,利用Matlab/Simulink对LQR控制策略进行仿真.通过与传统被动悬架的仿真结果对比,证明与车辆舒适性相关的参量有明显优化.这种方法较好地达到了控制目标,提高了车辆性能.     

基于电流变减振器的汽车半主动悬架最优控制

设计了一个混合模式电流变减振器，建立了相应的电流变减振器阻尼力数学模型。在l／4车辆动力学模型的基础上，考虑电流变减振器的阻尼特性，对车辆半主动悬架进行了线性二次型最优控制，设计了一个最优输出调节器。确定了最优控制的目标函数和加权矩阵。用龙格—库塔法解出了最优控制的反馈矩阵。仿真结果表明：最优控制能有效的降低车身加速度，提高车辆运行的平顺性和安全性；设计的电流变减振器结构合理，能满足半主动悬架最优控制的需要，电场强度小于3kV／mm；整个控制系统易于实现，能耗低，响应速度快，可用于半主动悬架的实时控制。     

基于天棚On-Off控制的磁流变半主动悬架研究

以平行平板流动模型和Bingham模型为理论基础,推导了磁流变减振器的阻尼力计算公式. 在车辆悬架动态性能模拟试验台上对磁流变减振器的示功特性和速度特性进行了试验验证. 最后基于天棚on-off控制,利用dSPACE搭建了实车试验平台,并进行了实际越野路面的道路试验. 试验结果表明:与传统被动悬架对比,磁流变半主动悬架能够很好地抑制车身以及驾驶员座椅的低频共振峰值,降低车身垂向振动幅值,提高车辆行驶平顺性和乘坐舒适性.      

基于电流变减振器的汽车半主动悬架的开关控制

对安装有电流变阻尼器的半主动悬架进行数学建模,并在1/4车辆动力学模型上建立运动学方程和状态方程. 采用电流变阻尼器作为动作器,用开关控制对车辆模型进行模拟. 仿真结果表明:开关控制算法对悬架的动挠度、轮胎的动变形的控制是有效的,在一定程度上减低了车身垂直加速度,能有效提高车辆运行的平顺性和安全性. 开关算法所提供的是非连续控制信号,算法简单,效果好,有很好的应用前景.     

基于磁流变阻尼器的汽车悬架半主动控制

为研究磁流变阻尼器在汽车振动控制中的应用可行性，对Bouc-Wen磁流变阻尼器模型进行了数值计算分析，揭示了14个参数对模型阻尼力的影响．运用随机理论对Bouc-Wen模型及基于该模型的汽车悬架进行了模拟仿真分析，与传统线性阻尼器进行对比，采用非线性阻尼器模型能更精确描述汽车悬架的物理特性，通过对比半主动可调磁流变阻尼控制与被动控制、主动控制和半主动on-off控制在正弦激励和随机激励下的各种动态特性，证明了磁流变阻尼器在汽车控制工程中的可行性，说明磁流变阻尼器有较好的应用价值．     

半主动油气悬架的神经网络模型参考控制

以提高平顺性为目的,针对油气悬架系统刚度及阻尼非线性的特点,提出了以天棚阻尼为参考模型的神经网络控制方法.建立了二自由度的非线性油气悬架模型,分析了控制系统结构以及神经网络辨识器和控制器的设计与实现.以D级路面作为随机路面输入,分别在满载和空载下,对控制器的性能进行仿真研究.仿真结果表明,神经网络模型参考控制能够有效地衰减车身振动,提高行驶平顺性;并对控制对象的参数变化有良好的适应性.     

汽车半主动悬架系统的关键技术及研究进展

基于系统分析理论，论述了汽车半主动悬架系统的发展与研究进展，提出了系统信号检测与传感器、磁流变液体及其器件设计、控制策略与控制器等关键部件的研究与开发过程中的相关基础问题，分析了系统动力学建模与仿真、系统信息分类与控制、系统集成与试验等系统应用研究的相关技术问题．并结合课题组研究进展，提出了汽车半主动悬架系统物理层构成．     

基于电流变减振器的汽车悬架系统控制研究

在分析电流变减振器工作机理的基础上，论述了汽车阻尼可变悬架系统的组成，建立了悬架4自由度力学模型。针对汽车悬架系统的不确定性、时变性、非线性和复杂性，设计了自动调整模糊控制器。基于控制系统仿真软件，对路面随机激励信号和确定和确定性扰动进行了系统仿真，并对系统延时和内部参数变动问题进行了仿真研究，研究结果表明所设计的控制器有效、稳定和可靠。     

基于非线性神经网络的列车半主动悬挂系统

为了在保证行车安全的前提下,提高列车的横向平稳性能,提出一种基于天棚原理的列车横向半主动悬挂系统,并建立了半主动悬挂非线性神经网络控制模型,设计了神经辨识器和控制器．仿真计算和实测结果显示：与不施加控制时相比,半主动悬挂系统采用神经网络控制时车体的横向加速度峰值明显下降,横向平稳性明显改善,横向平稳性指标（彤值）在仿真和实测状况下分别改善了9．04％和15．9％．     

履带底盘半主动悬架线性二次型最优控制

为了充分发挥半主动悬架性能,改善履带底盘的平顺性,研究了一种履带底盘半主动悬架线性二次型最优控制算法.在建立履带底盘半车七自由度动力学模型的基础上,设计线性二次型最优控制算法,并以E级随机路面不平度为激励信号,进行被动悬架、天棚-地棚混合控制策略和线性二次型最优控制策略的对比仿真试验,得到不同控制策略下的时域响应和频域响应特性.试验结果表明,采用线性二次型最优控制算法可使履带底盘加速度、速度和支重轮变形量均有不同程度的减小,有效地改善履带底盘的平顺性,并可以满足减震器可靠性要求和支重轮贴地性要求.     

基于MRF-04K阻尼器的LQG半主动控制系统

在MRF-04K阻尼器动力特性试验的基础上提出了一种能够准确描述该阻尼器特性的滞回模型，通过实测曲线与模拟曲线的对比分析表明，该模型能够真实反映阻尼器的滞回特性．建立了基于MRF—04K阻尼器的LQG半主动控制系统，仅需结构加速度响应作为反馈信息，通过对3层模型结构的计算分析表明，该系统能够充分利用阻尼器的性能，实现较好的减震控制效果．     

采用人群搜索算法的汽车半主动悬架LQG控制

针对某款乘用车的悬架系统,建立1/4车辆2自由度半主动悬架动力学模型,并对模型的输出指标进行加权处理,得到性能指标函数.鉴于性能指标函数中各权重不易确定的特点,运用人群搜索算法对函数各权重进行寻优,并采用线性二次高斯(LQG)最优控制算法对悬架的阻尼力进行控制.最后,在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,对悬架的性能进行仿真分析.结果表明:采用基于人群搜索算法的LQG控制能够较好地减小车身加速度(BA)、悬架动挠度(SWS)及轮胎动变形(DTD),有效地改善车辆的平顺性和乘坐舒适性.