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SEMI-ACTIVE CONTROL OF VEHICLE SUSPENSION WITH MAGNETO-RHEOLOGICAL DAMPERS PARTⅡ——EVALUATION OF SUSPENSION PERFORMANCE

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 2008年第1期21卷 45-52页

作者： WANG Enrong YING Liang WANG Wanjun rakheja subhash SU Chunyi School of Electric and Automation Engineering Nanjing Normal University Nanjing 210042 China Department of Mechanical and Industrial Engineering Concordia University Montreal H3G 1M8 Canada

The design and analysis of an intelligent vehicle suspension with MR dampers should address hybrid semi-active control goals, such as rejection of current-switching discontinuity and MR-damper hysteresis, asymmetric damping from the symmetric MR-damper design, robustness on the vehicle operation parameter uncertainties and consideration of essential multiple suspension goals. Following the proposed skyhook-based asymmetric semi-active controller （Part I ） for achieving the above goals, herein, a set of suspension performance measures and three kinds of varying amplitude harmonic, rounded pulse and really measured random excitations are systematically defined, and the sensitivity of quarter-vehicle MR-suspension performance to variations in operating conditions is thoroughly analyzed. The results illustrate that the proposed skyhook-based semi-active MR-suspension in the asymmetric mode yields relatively superior dynamic responses to meet the multiple suspension performances of ride, rattle space, road-holding and dynamic tire force transmitted to the pavement, and has desirable robustness on variations in operating conditions of vehicle load and speed and the road roughness.

关键词： Magneto-rheological damper Asymmetric damping Semi-active control Vehicle suspension Multi-objective performance

GENERATION OF ASYMMETRIC F-v CHARACTERISTICS FOR SYMMETRIC MR DAMPERS

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 2006年第2期19卷 237-242页

作者： WANG Enrong YE Biaoming MA Xiaoqing SU Chunyi rakheja subhash　 School of Electric ＆ Automation Engineering Nanjing Normal UniversityNanjing 210042 China Department of Mechanical ＆ Industrial Engineering Concordia UniversityMontreal H3G 1M8 Canada

An asymmetric damping force generation algorithm is originally proposed to yield the asymmetric force-velocity characteristics for the symmetric magneto-rheological （MR） dampers. The command current is formulated in an asymmetric manner to excite the symmetric MR dampers by employing the “on-off” control law in response to the direction of velocity, and a smooth modulation function is developed without phase shift to suppress strong transients in the damping forces caused by the current-switching discontinuity. The effectiveness of the proposed algorithm is evaluated by analyzing the dynamic responses of a quarter-vehicle suspension system with a symmetric MR-damper by modulating the command current into the asymmetric manner. The simulation results show that the proposed algorithm could achieve a better compromise between the conflicting requirements of the asymmetric damping force ratio and the force-velocity curve smoothness, and the asymmetric damping MR-suspension design can ideally improve the road holding and ride performances of vehicle motion. The proposed algorithm can be generally incorporated with a controller synthesis to realize an intelligent vehicle suspension design with the symmetric MR dampers.

关键词： Magneto-rheological (MR) fluids damper Asymmetric F-ν characteristics Smoothness Vehicle suspension

具有弹性扭转悬架的非公路车辆平顺性及侧倾稳定性分析

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振动与冲击 2019年第4期38卷 191-198,212页

作者：柴牧 subhash rakheja 上官文斌华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641

建立了装备弹性扭转悬架的三维非公路车辆模型,研究了不同弹性扭转悬架布置方式下车辆的平顺性及侧倾稳定性。由后轴装备弹性扭转悬架的车辆试验验证了模型的准确性;通过对驾驶室座椅处的振动响应和车身侧倾角响应的分析可知,弹性扭转... 详细信息

建立了装备弹性扭转悬架的三维非公路车辆模型,研究了不同弹性扭转悬架布置方式下车辆的平顺性及侧倾稳定性。由后轴装备弹性扭转悬架的车辆试验验证了模型的准确性;通过对驾驶室座椅处的振动响应和车身侧倾角响应的分析可知,弹性扭转悬架不仅可提高车辆的平顺性,还能提高其侧倾稳定性;且具有前后弹性扭转悬架的车辆对座椅处各方向的振动抑制效果最好,而仅前轴装有弹性扭转悬架比仅后轴有弹性扭转悬架车辆具有更好的乘坐舒适性;最后对比了载荷变化对不同悬架布置方式下车辆振动响应的影响。结果表明,载荷变化对装备弹性扭转悬架的车辆影响较小。

关键词：非公路车辆弹性扭转悬架平顺性侧倾稳定性

带弹性膜的部分充液罐车罐体内液体横向晃动的瞬态响应分析

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振动与冲击 2019年第5期38卷 98-105页

作者：王琼瑶 subhash rakheja 上官文斌华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640

针对部分充液罐车转向过程中罐体内液体的晃动问题,提出了一种新型抑制液体晃动的阻尼装置:弹性膜。建立了相应的罐体内带弹性膜的流体-弹性膜耦合动力学模型,并通过实验验证了模型的有效性。通过计算仿真方法研究了弹性膜及其预应力的... 详细信息

针对部分充液罐车转向过程中罐体内液体的晃动问题,提出了一种新型抑制液体晃动的阻尼装置:弹性膜。建立了相应的罐体内带弹性膜的流体-弹性膜耦合动力学模型,并通过实验验证了模型的有效性。通过计算仿真方法研究了弹性膜及其预应力的大小对液体瞬态时的晃动力和载荷转移量的影响。研究结果表明:弹性膜能限制液体的晃动幅值,从而减小液体晃动时对罐体壁面产生的侧倾力矩;弹性膜增大了液体横向晃动的固有频率,使液体横向晃动的固有频率远离了液罐车的紧急转向频率,从而避免了液罐车紧急转向时共振现象的发生。

关键词：液罐车液体晃动弹性膜流固耦合

基于弹性扭转悬架的铰接工程车辆的动力学性能

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华南理工大学学报（自然科学版） 2018年第4期46卷 8-15页

作者：柴牧 subhash rakheja 上官文斌华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640

为了研究铰接式工程车辆侧倾稳定性及方向稳定性,基于某35吨铰接矿卡,在Adams/View中建立了铰接车辆模型,且车辆前、后轴都装备了弹性扭转悬架.模型考虑了液压转向系统的运动学及动力学特性对车辆稳定性的影响.此外,还在Matlab/Simulin... 详细信息

为了研究铰接式工程车辆侧倾稳定性及方向稳定性,基于某35吨铰接矿卡,在Adams/View中建立了铰接车辆模型,且车辆前、后轴都装备了弹性扭转悬架.模型考虑了液压转向系统的运动学及动力学特性对车辆稳定性的影响.此外,还在Matlab/Simulink中建立了液压转向系统模型.通过Adams及Matlab的联合仿真,分析了车辆侧倾及方向的稳定性.根据车辆直线行驶时的振动响应验证了Adams车辆模型,并通过车辆稳态及动态转向实验验证了液压转向系统模型的准确性.最后依照铰接车辆侧倾及方向的稳定性评价指标,对比分析了无悬架和具有前后扭转悬架车辆在空载和满载下侧倾及方向的稳定性.结果表明,具有弹性扭转悬架车辆侧倾及方向的稳定性有所降低,但可通过对悬架参数的优化来降低悬架对铰接工程车辆稳定性的影响.

关键词：铰接转向车辆液压转向系统弹性扭转悬架侧倾稳定性方向稳定性

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罐体横截面形状对液罐车侧倾稳定性影响分析

振动与冲击 2016年第6期35卷 146-151页

作者：陈益苞 subhash rakheja 上官文斌华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641

提出液罐车罐体截面形状设计方法,研究液罐横截面形状对半挂式液罐车侧倾稳定性影响,分析广泛使用的圆形截面液罐、改进的椭圆截面液罐及锥形截面液罐特点。提出两种改进的液罐截面形状,给出液罐中液体晃动产生的侧向力、侧倾力矩准静... 详细信息

提出液罐车罐体截面形状设计方法,研究液罐横截面形状对半挂式液罐车侧倾稳定性影响,分析广泛使用的圆形截面液罐、改进的椭圆截面液罐及锥形截面液罐特点。提出两种改进的液罐截面形状,给出液罐中液体晃动产生的侧向力、侧倾力矩准静态条件的计算方法。以6轴半挂式液罐车为例计算液罐车模型的侧翻阈值、变道时横向负载转移及侧倾角响应峰值。基于准静态、动态两类指标分析该半挂式液罐车装载不同截面液罐时侧倾稳定特性。结果表明,两种改进的液罐截面形状可在较大充液比范围内提高液罐车侧倾稳定性。

关键词：液罐车液体晃动侧倾稳定性联合仿真

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剪式悬架座椅等效刚度阻尼的计算与分析

振动与冲击 2016年第19期35卷 38-44页

作者：水奕洁 subhash rakheja 上官文斌华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640

推导了座椅悬架的等效刚度和等效阻尼,建立了座椅-座椅悬架-人体耦合二自由度理论简化模型,计算分析了系统的传递函数。在建立的模型的基础上,讨论了座椅悬架结构的变化对系统响应的影响,讨论了弹簧倾角、阻尼器倾角,以及连杆的长度和... 详细信息

推导了座椅悬架的等效刚度和等效阻尼,建立了座椅-座椅悬架-人体耦合二自由度理论简化模型,计算分析了系统的传递函数。在建立的模型的基础上,讨论了座椅悬架结构的变化对系统响应的影响,讨论了弹簧倾角、阻尼器倾角,以及连杆的长度和倾角对座椅悬架系统等效刚度及其变化、等效阻尼和传递函数的影响。所建立的理论模型,可为进行座椅悬架结构的优化设计提供分析模型。

关键词：座椅-座椅悬架-人体系统等效刚度等效阻尼传递函数

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比例电磁式主动吸振器的设计方法研究

机械工程学报 2021年第19期57卷 147-154页

作者：傅涛上官文斌丁乙 rakheja subhash AHMED Waizuddin 华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640

以电磁铁为作动器,开展了电磁式主动吸振器设计方法的研究。对主动吸振器电磁作动器进行了设计研究,针对基于E型电磁作动器的主动吸振器具有非对称驱动力的问题,设计了一种具有盘形磁极面的比例电磁作动器。采用有限元和试验验证的方法... 详细信息

以电磁铁为作动器,开展了电磁式主动吸振器设计方法的研究。对主动吸振器电磁作动器进行了设计研究,针对基于E型电磁作动器的主动吸振器具有非对称驱动力的问题,设计了一种具有盘形磁极面的比例电磁作动器。采用有限元和试验验证的方法,对电磁作动器在不同磁极面结构参数组合下的电磁力进行了正交仿真计算和验证,以在一定的动铁心位移范围内电磁力波动最小为目标,获得了最优组合的磁极面结构参数。对主动吸振器动质量的动态位移进行了计算分析,并基于主动吸振器的工作频带和目标驱动力,设计了动铁心的静平衡位置。计算了主动吸振器设计刚度值,并分析了刚度参数对吸振器电磁力特性的影响。最后,结合理论计算和试验验证的方法,分析了比例电磁式主动吸振器近似对称的驱动力特性。

关键词：动力吸振器电磁作动器比例电磁力驱动力

基于麦弗逊悬架的1/4汽车模型建模及其控制研究

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华南理工大学学报（自然科学版） 2018年第6期46卷 73-80页

作者：上官文斌谢忠开秦武朱柏霖 subhash rakheja 华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640

综合考虑悬架几何结构、控制臂转动惯量、轮胎转动惯量、轮胎阻尼以及轮胎侧向刚度等因素的影响,建立了一种新型的基于麦弗逊悬架的1/4汽车模型.利用文中所建模型、Adams三维模型和经典二自由度模型计算并对比了不同路面激励下车身加速... 详细信息

综合考虑悬架几何结构、控制臂转动惯量、轮胎转动惯量、轮胎阻尼以及轮胎侧向刚度等因素的影响,建立了一种新型的基于麦弗逊悬架的1/4汽车模型.利用文中所建模型、Adams三维模型和经典二自由度模型计算并对比了不同路面激励下车身加速度和轮胎动载荷的频率响应曲线.结果表明:相比经典二自由度模型,文中所建模型与Adams三维模型一致性更好.利用文中所建模型计算轮胎外倾角和轮距变化量随路面输入位移的变化,将计算结果与Adams三维模型所得结果进行对比,验证了文中模型的正确性.分别将PID控制和开关天棚控制应用于文中模型,结果表明:在簧载质量固有频率附近,PID控制和开关天棚控制均能起到衰减振动的作用;在非簧载质量固有频率附近,开关天棚控制加剧了非簧载质量的振动,而PID控制对系统影响不大.

关键词：麦弗逊悬架簧载质量加速度轮胎动载荷 PID控制开关天棚控制