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汽车磁流变半主动悬架混合天棚控制仿真

机械设计与制造 2017年第7期 232-236页

作者：寇发荣陈龙张传伟李爱民西安科技大学机械工程学院陕西西安710054

设计开发有效的控制策略是实现半主动悬架功能的关键。在分别对天棚控制和地棚控制半主动悬架的工作域分析的基础上,兼顾天棚控制和地棚控制各自优点,提出并设计了一种混合天棚半主动悬架控制算法,建立了汽车半主动悬架系统动力学模型,... 详细信息

设计开发有效的控制策略是实现半主动悬架功能的关键。在分别对天棚控制和地棚控制半主动悬架的工作域分析的基础上,兼顾天棚控制和地棚控制各自优点,提出并设计了一种混合天棚半主动悬架控制算法,建立了汽车半主动悬架系统动力学模型,进行了磁流变减振器的力学试验建模,开展了磁流变半主动悬架的混合天棚控制仿真分析。结果表明,相对于被动悬架,混合天棚控制半主动悬架的簧载质量加速度降低了9.4%,悬架动挠度降低了20%,轮胎动载荷降低了3.2%。混合天棚控制半主动悬架不仅能够降低簧载质量加速度,同时明显减小了悬架动挠度和轮胎动载荷,提高了汽车的平顺性和操纵稳定性。

关键词：磁流变减振器半主动悬架试验建模天棚控制地棚控制混合控制

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汽车磁流变半主动悬架控制策略对比研究

机械设计与制造 2015年第7期 70-73页

作者：寇发荣刘攀张冬冬西安科技大学机械工程学院陕西西安710054

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... 详细信息

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。

关键词：磁流变减振器半主动悬架天棚控制地棚控制模糊控制

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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基于麦弗逊悬架的1/4汽车模型建模及其控制研究

作者：谢忠开华南理工大学

学位级别：硕士

随着人们对汽车性能的要求不断提高,作为汽车重要组成部分的悬架系统,也从简单的被动悬架发展出了现代的主动/半主动悬架。其中半主动悬架可以根据不同的路况来调整减振器的阻尼,有效地提高汽车的平顺性与操作稳定性,并具有能耗小、价... 详细信息

随着人们对汽车性能的要求不断提高,作为汽车重要组成部分的悬架系统,也从简单的被动悬架发展出了现代的主动/半主动悬架。其中半主动悬架可以根据不同的路况来调整减振器的阻尼,有效地提高汽车的平顺性与操作稳定性,并具有能耗小、价格低、结构简单等优点,逐渐成为了学者们的研究重点。磁流变减振器是一种基于磁流变效应的阻尼可调式减振器,是半主动悬架中常见的减振元件。磁流变减振器的力学模型、汽车模型以及悬架的控制策略一直是半主动悬架领域研究的关键问题。本文针对上述关键问题做了相关研究,具体工作归纳如下:(1)阐述了磁流变减振器的工作模式与工作原理。对比了现有磁流变减振器力学模型各自的优缺点。利用MTS试验设备进行了磁流变减振器的力学特性试验。在此基础上,建立了既便于实时控制,又能准确地表达磁流变减振器滞回特性的磁流变减振器多项式模型及其逆模型。(2)在前人的研究基础上,建立了一种基于麦弗逊悬架的1/4汽车模型,模型中考虑了悬架几何结构、控制臂转动惯量、轮胎转动惯量、轮胎阻尼、轮胎侧向刚度等经典二自由度模型中忽略的因素。将此模型的系统响应与在ADAMS中建立的三维模型以及经典二自由度模型的相关响应三者进行对比,结果表明:相比于经典二自由度模型,本文模型与ADAMS中建立的三维模型一致性更好。(3)对半主动悬架的控制策略进行了研究,阐述了理想天棚控制、实际天棚控制、地棚阻尼控制、混合天地棚阻尼控制的控制原理。在MATALB/simulink中建立了这些方法的控制框图。将上述控制策略应用于本文模型,对比了各控制策略的控制效果。(4)通过Quanser悬架试验装置,对半主动悬架系统中的控制策略有效性进行了局部验证。即在Quanser悬架试验装置上实现了地棚阻尼控制策略和混合天地棚控制策略,观察控制效果,试验验证了控制算法的有效性。

关键词：磁流变减振器 1/4汽车模型麦弗逊悬架天棚控制地棚控制

连续阻尼可调式液压互联悬架系统设计及控制研究

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连续阻尼可调式液压互联悬架系统设计及控制研究

作者：江治东合肥工业大学

学位级别：硕士

随着科学技术的进步和社会生活水平的提升,人们对车辆平顺性和操稳性的需求也在不断提高。传统被动悬架不能兼顾车辆舒适性和操稳性难以满足人们的需求,而主动悬架受到高能耗、高成本和可靠性等问题的限制,因此液压互联悬架成为新的研... 详细信息

随着科学技术的进步和社会生活水平的提升,人们对车辆平顺性和操稳性的需求也在不断提高。传统被动悬架不能兼顾车辆舒适性和操稳性难以满足人们的需求,而主动悬架受到高能耗、高成本和可靠性等问题的限制,因此液压互联悬架成为新的研究热点,原因在于其可以解耦车辆振动模态,实现悬架运动的独立控制,从而大幅度改善车辆的操纵稳定性。本文以液压互联悬架为研究对象,以提高车辆的操稳性和平顺性为研究目标,设计了连续阻尼可调方案,研究了可调阻尼的控制算法,并建模仿真验证了半主动液压互联悬架可进一步优化其动力学性能。首先,分析了被动液压互联悬架中普通阻尼阀和连续可调减振器的工作机理,提出采用电液比例节流阀作为液压互联悬架的阻尼可调机构,并在Amesim中搭建电液比例节流阀模型,仿真表明通过流量和输入电流具有较强的线性关系;对液压互联悬架基本组件进行数学建模,通过普通阻尼阀台架试验验证了模型的准确性。其次,分析了三种可调阻尼阀的方案,通过与连续可调减振器对比,结果表明电液比例节流阀和普通阻尼阀并联结构的方案阻尼力随电流变化的线性度更好。半车液压互联悬架稳态分析表明:液压缸口阻尼阀开度对系统垂向阻尼影响较大,而蓄能器口阻尼阀开度影响可以忽略不计;系统侧倾阻尼和液压缸口阻尼阀开度、蓄能器口阻尼阀开度均有关,蓄能器口阻尼阀开度对侧倾阻尼影响更大。再次,分析了天棚控制、地棚控制、加速度阻尼控制、天棚-加速度阻尼等控制算法的优缺点。基于不同位置可调阻尼阀的敏感度,提出了低速行驶时仅控制液压缸口可调阻尼阀,采用模糊天棚加速度混合阻尼控制算法;高速和转弯时同时控制蓄能器口和液压缸口阻尼阀,采用地棚控制算法。最后,进行了平顺性和操稳性的仿真分析。平顺性仿真表明:在B级路面激励下,与被动液压互联悬架相比,天棚加速度混合阻尼控制大幅度改善了车辆行驶平顺性;在多级混合路面激励下,模糊天棚加速度混合阻尼进一步提高了平顺性。操稳性仿真表明:地棚控制在鱼钩试验下减少了侧倾角峰值,在高速平直路面,降低了车身高度。研究表明,连续阻尼可调式液压互联悬架为解决车辆操稳性和平顺性的矛盾提供了新的方法。

关键词：液压互联悬架可调阻尼阀电液比例节流阀模糊天棚加速度混合阻尼控制地棚控制

煤矿掘进装备截割臂动力吸振器半主动振动控制方法研究

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煤矿机电 2024年第5期45卷 1-6页

作者：包振兴李昂郭治富煤炭科学研究总院北京100013 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司山西太原030032 煤矿采掘机械装备国家工程实验室山西太原030032

针对煤矿掘进装备截割臂由工作载荷引起的剧烈振动问题,提出一种变阻尼动力吸振器半主动振动控制方法。根据带耗散函数的拉格朗日动力学方程建立了截割臂-动力吸振器耦合动力学模型;根据动力学模型通过定点理论和迭代计算的方法分别计... 详细信息

针对煤矿掘进装备截割臂由工作载荷引起的剧烈振动问题,提出一种变阻尼动力吸振器半主动振动控制方法。根据带耗散函数的拉格朗日动力学方程建立了截割臂-动力吸振器耦合动力学模型;根据动力学模型通过定点理论和迭代计算的方法分别计算了被动式动力吸振器和半主动动力吸振器的各项物理参数;设计了动力吸振器的标准地棚控制和开关地棚控制策略,实现了动力吸振器的半主动控制。仿真结果对比表明:动力吸振器标准地棚控制能够有效地降低截割臂的振动强度,显著降低了截割臂一阶模态角度响应与角加速度响应的峰值,具有最佳的控制效果。

关键词：振动控制动力吸振器地棚控制

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汽车电动静液压主动悬架联合仿真研究

中国科技论文 2015年第16期10卷 1963-1967,1972页

作者：寇发荣孙秦豫刘攀西安科技大学机械工程学院西安710054

针对传统悬架的刚度和阻尼不能随汽车行驶状况变化而调节的弊端,将航空领域先进的电动静液压作动器(electro-hydrostatic actuator,EHA)技术应用于汽车悬架控制,设计了基于EHA的电动静液压新型主动悬架结构。与传统采用各类阀件的液压... 详细信息

针对传统悬架的刚度和阻尼不能随汽车行驶状况变化而调节的弊端,将航空领域先进的电动静液压作动器(electro-hydrostatic actuator,EHA)技术应用于汽车悬架控制,设计了基于EHA的电动静液压新型主动悬架结构。与传统采用各类阀件的液压伺服车辆主动悬架相比,EHA主动悬架结构简单、可靠性高。利用AMEsim建立了二自由度EHA主动悬架模型,该模型主要由簧载质量、非簧载质量、路面输入、弹簧和EHA作动器构成。同时,利用Matlab/Simulink软件设计了EHA主动悬架地棚控制器和线性二次型(LQG)最优控制器。将AMEsim模型导入Matlab/Simulink中,开展了EHA主动悬架的地棚控制和LQG控制联合仿真研究。仿真结果表明,相比地棚控制,LQG控制效果较好,车身加速度降低26.2%,悬架动挠度降低19.8%,轮胎动载荷降低18.4%,很大程度上改善了汽车的平顺性和操纵稳定性。

关键词：电动静液压主动悬架系统 AMEsim 地棚控制 LQR控制联合仿真

电动静液压自供能量式汽车主动悬架设计及试验

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中国科技论文 2015年第19期10卷 2237-2241页

作者：寇发荣刘攀孙秦豫西安科技大学机械工程学院西安710054

针对目前电液伺服主动悬架所存在的稳定性差、结构复杂及成本高等缺点,将先进的电动静液压EHA(electro-hydrostatic actuator)技术应用于汽车主动悬架设计中,设计了EHA自供能量式汽车主动悬架。根据该主动悬架的工作原理与结构特点,建立... 详细信息

针对目前电液伺服主动悬架所存在的稳定性差、结构复杂及成本高等缺点,将先进的电动静液压EHA(electro-hydrostatic actuator)技术应用于汽车主动悬架设计中,设计了EHA自供能量式汽车主动悬架。根据该主动悬架的工作原理与结构特点,建立了EHA主动悬架系统的键合图模型;利用Matlab/Simulink软件,在随机路面谱输入下,对该悬架系统进行了天棚控制、地棚控制仿真策略的对比研究。在理论分析的基础上,进行了EHA自供能量式主动悬架样机的选型、设计与试制,并研制了试验台架系统。试验结果表明:天棚控制EHA主动悬架作用下,车身加速度下降13.28%,悬架动挠度下降10.50%,验证了所设计主动悬架系统的可行性与控制效果。

关键词：主动悬架电动静液压作动器自供能量键合图天棚控制地棚控制

动惯性悬架对轮毂电机驱动汽车负效应抑制研究

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动惯性悬架对轮毂电机驱动汽车负效应抑制研究