基于特征结构配置的车辆主动悬架控制器设计

基于特征结构配置参数化方法,提出了车辆主动悬架控制器设计方法,其目的是设计一组状态反馈控制器,使得闭环结构系统具有希望极点和特征向量。该方法提供的自由参数,可用来满足系统的鲁棒性能等指标。该方法直接基于车辆悬架系统的参数矩阵,故便于工程应用。对车辆悬架系统进行仿真分析,结果表明该设计方法简单有效。     

基于逐步后退法的车辆半侧液压主动悬挂最优控制设计与仿真

建立了充分考虑液压装置动力学特性的车辆半侧非线性主动悬挂模型,并提出了线性二次型最优控制与非线性逐步后退法相结合的内外环控制方案。首先根据目标需求在外环设计二次型指标下的最优控制器;然后在内环利用逐步后退法处理因液压装置引入的非线性项。仿真结果表明,使用该设计方案的主动悬挂可以获得比被动悬挂优越的车辆性能。     

伺服系统速度环控制器参数的自整定及优化

针对交流伺服系统速度环控制器参数自整定及优化的需求,为使工程技术人员避免繁琐的调参过程,提出了一种基于转动惯量辨识的速度环控制器参数自整定及优化方法。首先,采用频率法分析伺服系统速度环控制器参数的设计规则;随后,采用遗忘因子递推最小二乘法,对控制器参数设计所需的系统转动惯量进行辨识;最后,在此基础上利用设计的变步长迭代算法,完成控制器参数寻优过程。仿真结果表明,采用遗忘因子递推最小二乘法,能够有效辨识出电机轴端的转动惯量。提出算法进行整定及优化后,速度环控制器参数能使系统具有良好的动态响应和鲁棒性。     

车辆悬挂复合式电磁作动器设计及试验

为缓解电磁悬挂系统振动控制与能量回收之间的矛盾,提高工作可靠性,提出了一种基于电磁减振技术和磁流变阻尼技术的复合式电磁悬挂系统结构方案,并设计了基于无刷电机和磁流变阻尼器,集主动、半主动控制和馈能功能于一体的复合式电磁作动器,同时对复合式电磁作动器的主动出力、变阻尼以及馈能特性进行了试验研究,结果表明:该作动器主动出力范围大,阻尼调节范围宽且馈能效率较高,满足车辆悬挂应用要求。     

主动悬挂原理试验机动平台的设计及试验研究

某型坦克采用扭杆弹簧而无阻尼器的被动悬挂系统,实际行驶中车体的振动较大,严重影响了其行驶平稳性和乘坐舒适性;为了提高车辆的行驶平顺性和操纵稳定性,进而提高在复杂路面上的越野速度,设计了该型坦克的慢主动悬挂原理试验机动平台,采用模糊RBF神经网络自适应控制策略对主动悬挂平台进行了实车试验,结果表明车体的减振性能得到了明显的提高,验证了所设计的慢主动悬挂系统的优越性。     

主动悬架多时滞补偿的一般方法

针对多轮车辆每个受控悬架时滞不相等导致预测控制效果不理想的问题,提出多时滞补偿的一般方法。首先,建立多轮车辆主动悬架的一般模型,设计无时滞补偿控制器;然后,考虑到每个主动悬架时滞不相等,设计了具有时滞补偿控制器;最后,对设计的2种控制器进行了仿真验证。结果表明:与相等时滞相比,不相等时滞会恶化车辆振动状态;与无时滞补偿控制器相比,所设计的控制器能有效处理多时滞问题,且主动悬架中心与车体质心距离越远时,时滞的影响更明显。     

基于输出饱和条件的磁浮列车悬浮控制参数优化

低速磁浮列车利用电磁吸力支撑车体,相比轮轨列车具有噪音小、转弯半径小、爬坡能力强等优点。研究控制器输出饱和条件下悬浮系统的稳定性问题,可以避免由于电网电压约束而可能出现的失稳现象,提高了系统运行的可靠性。基于磁浮列车单点悬浮模型,使用电流-位置双环设计方法设计得到可稳定悬浮的控制算法。由于磁浮列车悬浮控制器的输出饱和环节,进一步提出了一种基于搜索极大椭球的控制参数优化方法,在不改变控制算法设计的前提下实现了参数优化。通过仿真和试验均验证了优化后的控制效果,有效指导了实际系统的工程调试。     

基于磁流变阻尼器的车辆悬挂二自由度模型控制算法

将磁流变(MRF)新型阻尼减振器用于车辆悬挂减振系统中,用以实现变阻尼式履带车辆悬挂系统半主动控制。在基于线性二次型最优控制理论(LQR法)的基础上,对车辆悬挂系统的半主动控制算法进行了深入研究,建立了二自由度1/4车体的动力学模型,并对其控制效果进行了仿真,结果表明这种半主动控制算法对车辆悬挂系统的半主动有着很好的效果。     

基于输出饱和条件下磁浮列车悬浮控制参数优化

低速磁浮列车利用电磁吸力支撑车体,相比轮轨列车具有噪音小、转弯半径小、爬坡能力强等优点。研究控制器输出饱和条件下悬浮系统的稳定性问题,可以避免由于电网电压约束而可能出现的失稳现象,提高了系统运行的可靠性。基于磁浮列车单点悬浮模型,使用电流-位置双环设计方法设计得到可稳定悬浮的控制算法。由于磁浮列车悬浮控制器的输出饱和环节,进一步提出了一种基于搜索极大椭球的控制参数优化方法,在不改变控制算法设计的前提下实现了参数优化。通过仿真和试验均验证了优化后的控制效果,有效指导了实际系统的工程调试。     

基于免疫粒子群算法的自抗扰飞行控制器设计

提出了一种基于免疫粒子群优化算法的自抗扰大包线飞行控制器设计方法.针对传统的增益调参设计方法存在的工作量巨大与设计效率低的问题,利用自抗扰控制器进行大包线飞行控制器设计,并推导了适用于该方法的飞机非线性方程.由于自抗扰控制能够动态补偿对象模型的内扰和外扰,因此在很大的飞行区域内仅需一套控制器便可,从而避免了烦琐复杂的增益调参设计过程,并用免疫粒子群优化算法对自抗扰控制器参数进行了优化研究.仿真结果表明,所设计的自抗扰控制器具有优良的控制性能,并且控制器参数在较大的包线范围内不需要改变,从而简化了大包线飞行控制器设计.     

基于动力学仿真的6×6轮式越野车辆总体性能评价

为分析和评价某型6×6轮式越野车辆的总体设计性能,建立了整车多刚体动力学模型、刚柔耦合动力学模型以及悬架系统台架试验模型,计算了整车固有特性,依次进行了悬架系统运动学、行驶动力学、操纵稳定性分析。在计算车体和悬架摆臂结构模态的基础上,考核了典型行驶工况下车体和悬架部件结构的动态强度,依据国家相关标准,利用仿真结果对6×6整车设计进行了系统的评价,指出了该越野车总体设计性能的不足,为其进一步改进和优化设计提供了参考依据。研究方法对其他轮式越野车辆系统的设计和评价具有一定的参考价值。     

胶泥缓冲器的非线性阻尼的控制机理研究

为了改善履带车辆悬挂系统在各种路面的平顺性,对悬挂系统匹配了一款具有非线性特性的粘弹性胶泥缓冲器。为了定量地研究胶泥缓冲器的非线性阻尼控制机理,建立了非线性悬挂系统的动力学方程,将非线性时滞动力系统的随机最优控制规律应用于履带车辆悬挂系统,建立了车辆垂直振动加速度与车速、路况与阻尼比之间的数学关系,从理论上推导出了最佳阻尼比。最后,对履带车辆在F级和G级路面上进行了仿真分析来验证胶泥缓冲器的非线性阻尼的变化规律,结果表明,在0.07~0.18范围内调控阻尼比,可以使车体垂直振动加速度最小。该研究工作为胶泥缓冲器的优化设计和胶泥材料的配方提供了理论指导。     

主动悬架系统中作动器模型的建立及性能分析

主动悬架系统通过液压装置产生的作用力,改善汽车的行驶平顺性和行驶安全性(通过性),在设计实车主动悬架系统的工作中,考虑到主动悬架液压系统的动态特性会影响作用力的变化过程,首先对主动悬架系统作动器的工作状态进行分析,建立主动悬架系统的数学模型,并对它们的动态特性进行计算和分析,为主动悬架控制系统的合理设计提供理论基础.     

基于响应面法的悬架系统优化研究

提出了应用响应面分析履带车辆悬架系统特性的方法。构建了悬架系统特性参数和整车行驶平顺性及可靠性之间的二阶响应面模型,并依据响应面分析结果,进行悬架系统的优化研究。优化结果表明了该方法的有效性。     

基于边界交叉法的高超声速滑翔飞行器多目标轨迹优化研究

针对高超声速滑翔飞行器复杂约束条件下多目标轨迹设计问题，基于边界交叉法和伪谱法提出了其多目标轨迹优化方法。首先，分析了高超声速滑翔飞行器复杂约束轨迹优化问题的特点，提出了多目标轨迹优化问题。然后，采用边界交叉法和伪谱法将多目标轨迹优化问题转化为一组单目标优化子问题，利用非线性规划算法分别求解。在优化过程中，将已求解子问题的解作为下一个子问题的初始值。利用上述方法求解了最大横程和最小峰值热流轨迹优化问题，仿真结果表明：本文方法能够有效搜索到优化轨迹的Pareto前沿，可以为高超声速滑翔飞行器轨迹设计提供参考。     

基于ADAMS／Car与MATLAB的液压主动悬架平顺性仿真研究

利用ADAMS/Car建立了传统被动弹簧与液压缸串联的主动悬架模型,与其它子系统装配组成整车仿真模型,并在MATLAB/SIMULINK的环境下建立主动悬架的PID控制系统,实现了与整车机械模型的联合仿真。仿真结果表明,采用液压主动悬架系统后,车辆在通过路面凸起处时车体质心垂向加速度得到了有效抑制,从而提高了车辆的行驶平顺性和乘坐舒适性。     

电磁主动悬架的建模及仿真研究

根据电磁学原理,利用电磁铁作为主动悬架的作动器,构造出电磁作动器的一般结构.在1/4汽车悬架基础上,建立了电磁主动悬架的非线性模型,应用现代控制理论设计了该模型的次优控制器,对模型进行分析、仿真.结果表明,电磁悬架能够实现一般主动悬架的功能,满足车辆平顺性的要求,可以应用于汽车的悬架系统.