车身姿态补偿半主动控制

基于某矿用自卸车,建立了非线性半主动油气悬架三轴9自由度整车模型,以天棚控制算法和模糊控制算法为基础,设计了车身姿态补偿控制策略,对半主动油气悬架的阻尼力进行控制。在Matlab/Simulink中对控制策略的效果进行仿真验证。仿真结果表明:当车辆在D级路面以36 km/h的速度行驶时,相比于传统被动油气悬架,所设计的车身姿态补偿控制策略使车身垂向加速度优化了22. 89%,俯仰角加速度优化了20. 46%,侧倾角加速度优化了18. 87%,车身俯仰角优化了19. 61%,车身侧倾角优化了15. 66%,达到了较好的车身姿态控制效果。硬件在环仿真试验结果与Simulink仿真结果一致,验证了车身姿态补偿控制策略的实际可行性。     

适应阻尼变化的车身高度控制系统

随着阻尼可变半主动悬架应用日益广泛,不考虑阻尼变化因素的传统车身高度控制策略已不能很好地满足控制要求。为此,提出适应阻尼变化的车身高度控制系统。在经试验验证的整车车身高度控制模型的基础上,离线计算车辆4悬架处阻尼系数不同组合情况下的最优车身高度控制参数,并建立离线专家系统。该系统以阻尼系数为输入,可以根据阻尼系数实时更改车身高度控制参数,保证在车身高度调节过程中车身高度控制参数始终处于最优值。仿真结果表明:适应阻尼变化的车身高度控制系统在调节过程中当阻尼系数发生变化时车身高度变化依旧连续平稳,与传统车身高度相比调节品质更高;在车辆行驶过程中,适应阻尼变化的车身高度控制系统调节时间短、超调量小且调节过程震荡更小。     

一种架空轨道穿梭车的参数优化与仿真分析

研究了一种架空轨道穿梭车,可用于多种工业场合的物料运输。为了提高穿梭车的工作效率,减小轨道垂向不平顺引起的车身垂向振动,基于H2优化确定了悬架的最优参数,使车身垂向振动的能量最小。为验证悬架参数的合理性,分别对1/4车模型和整车模型进行仿真。对1/4车模型进行数值仿真,仿真结果验证了参数的合理性。基于Simpack建立了整车的多体动力学模型,利用根轨迹法计算了整车模型在美国六级轨道谱下失稳的临界速度,仿真结果满足设计要求,再次验证了参数的合理性。     

空气悬架铰接电动客车车身骨架可靠性评估

为对某款空气悬架铰接电动客车车身骨架进行可靠性评估,首先建立了整车骨架有限元分析模型,以满载弯曲工况为例,对其进行了静强度分析;其次选用Workbench集成的Fatigue Tool工具对整车车身骨架进行了疲劳寿命分析,依据得到的整车疲劳寿命云图和各节点的寿命,确定了整车车身容易发生疲劳破坏的位置,为空气悬架约束下的铰接电动客车改进设计提供了理论依据。     

轮毂电机电动汽车空气悬架阻尼GA-LQR控制研究

针对轮毂电机驱动电动汽车因电机内部不平衡电磁力引起的负面振动加剧等问题,提出一种基于遗传算法的线性二次型调节器(GA-LQR)的空气悬架阻尼控制方法。建立包含轮毂电机和空气悬架系统的轮毂电机驱动电动汽车8自由度半车动力学模型,并进行实车试验验证模型;仿真分析路面激励和不平衡电磁力两者对电动汽车垂向振动的影响;根据最优控制理论提出LQR控制策略,并通过遗传算法对LQR控制中的加权矩阵Q和R进行全局搜索优化,构建了GA-LQR阻尼控制器。仿真结果表明：相较于被动悬架和LQR控制的空气悬架,基于GA-LQR控制的空气悬架对电动汽车各评价指标的改善效果明显,可有效抑制轮毂电机因偏心引起的不良振动,极大地提高车辆的乘坐舒适性。     

双横臂空气悬架主动外倾和前束的应用仿真研究

设计了一种自适应控制外倾角和前束角的双横臂悬架,通过2个伸缩臂与执行器动态地改变车轮的外倾角和前束角度数,以提供最佳的牵引力和操纵性,同时改善轮胎磨损情况。根据传感器的外倾角和前束角信号触发执行器——伺服电机,伸缩臂由执行器以闭环反馈的方式通过独立的PID控制器驱动。以某城市公交车双横臂空气悬架为例,在UG中对1/2双横臂空气悬架三维模型进行建模,并利用Matlab进行仿真分析。结果表明:采用闭环反馈PID控制外倾角的主动悬架的外倾角变化范围为-0. 56°～0. 93°,被动悬架为-1. 38°～2. 16°,约减幅56. 9%。采用闭环反馈PID控制前束角的主动悬架的前束角变化范围为-0. 98°～0°,被动悬架为-1. 94°～0°,约减幅48. 5%。通过仿真验证了该设计可提供最佳牵引力和操纵性的可行性和优越性,丰富了主动悬架发展的方向。     

半主动空气悬架的神经模糊控制

以带附加气室容积可调空气悬架的整车为研究对象,首先建立附加气室容积可调空气弹簧模型,并将该模型以弹簧力形式引入整车,然后设计以平顺性指标为主导地位的综合目标函数及约束条件。采用改进遗传算法对该目标函数进行逐段优化,同时得到不同工况下前悬架和后悬架模糊控制器的最优输出数据。最后将该输出数据作为导师信号供神经网络学习,从而建立整车半主动空气悬架的T-S型神经模糊控制器。仿真结果表明:在不同行驶工况下,相比被动空气悬架,采用神经模糊控制的半主动空气悬架的行驶平顺性显著提高,且满载时的改善效果优于空载。     

轮毂驱动电动车的电磁混合悬架控制研究

轮毂驱动电动车由于采用电机分布式的布置形式,造成整车非簧载质量增加,会引起车辆安全性和整车平顺性的恶化。为此,提出一种基于电磁混合控制方式的电磁悬架。以直线电机为作动器,采用主动控制与半主动控制相结合方法对整车平顺性进行改善。系统中轮毂电机采用悬置式结构,相当于一个动力吸振器,能有效分担轮胎受到的路面垂向激励。仿真分析各质量系之间的传递特性和各性能指标(车身加速度、轮胎动载荷)的幅频特性。仿真结果表明:采用悬置式结构的悬架系统在频域内能够有效抑制车轮型共振峰,并使车轮型共振频率延后至12.8 Hz附近,避免落在人体最敏感区段4~12.5 Hz,同时轮胎动载荷均方根值下降13%。在此结构基础上,以改善车辆平顺性为目标,对直线电机采用天棚控制策略。结果表明:与传统悬架相比,车身加速度降低19.8%,改善了车辆平顺性。最后,在单通道台架上进行了试验,验证了悬置式结构和天棚控制策略的可行性。     

基于牵引控制的移动多智能体系统的目标跟踪

研究了基于牵引控制的移动多智能体系统的目标跟踪问题.假设多智能体系统组成一个有向连通网络而且存在一个全局可达节点,应用Lyapunov稳定性定理研究了施加牵引控制的多智能体系统的目标跟踪,根据Nyquist判据和Greshgorin圆盘定理探讨了具有通信时延的多智能体系统的运动收敛性.最后,计算机仿真验证了结论的正确性.     

基于Q-Learning的智能体训练

针对机器人足球比赛的多智能体环境下智能体的训练问题,提出了一种将模糊控制与Q-Learning相结合的学习方法,并在学习过程中自动调节回报函数以获得最优策略,此方法的有效性在中型组的仿真平台上得到了验证,并取得了较好效果,还可将它改进应用于其他多智体环境。     

一类不确定性参数系统的自动跟踪控制融合策略

针对不确定性参数系统难以采用常规的PID控制的问题,提出了一种融合控制策略。分析了不确定性参数系统的控制难点与控制模型,基于仿人智能控制思路,设计了融合控制算法。以二阶滞后系统模型控制为例,仿真结果验证了所探讨智能融合控制策略的良好控制品质与强鲁棒性能。研究结果表明:融合策略是可行和有效的。     

切换拓扑下离散时间多智能体系统的包含控制

研究具有多个领导智能体的离散时间多智能体系统的包含控制问题。首先,对于系统中的跟随智能体提出了一个分布式的控制协议;其次,主要利用非负矩阵理论和代数图论的知识,分别给出了固定网络拓扑和切换网络拓扑下系统解决包含控制问题的拓扑条件;最后,数值模拟结果验证了理论结果的正确性。     

应用无迹卡尔曼滤波算法的车辆侧倾稳定性控制

考虑轮胎的非线性,建立了9自由度动力学车辆模型,并在Matlab/Simulink中建立了仿真模型。针对车身侧倾角及其角速度难以测量的问题,以侧向加速度、4个车轮的垂直加速度、4个轮胎的变形、4个悬架动挠度和横摆角速度等14个状态量作为量测变量,运用无迹卡尔曼滤波算法,设计了基于车辆动力学模型及运动学关系相结合的车身侧倾角及其角速度观测器。仿真结果表明:车身侧倾角及其角速度的理论值和估计值较为吻合。针对车辆转向侧倾过大的问题,基于滑模变结构控制理论和车身侧倾角及其角速度估计值,设计了主动侧倾控制器,并在Matlab/Simulink中进行了仿真。仿真结果验证了主动侧倾控制器的有效性。     

智能悬架模块切换及底层控制器算法研究

为了满足车主在不同路况下对车辆悬架性能的需求,通过提出一种新型的智能悬架系统,结构上包括切换控制器以及主动控制、馈能2个子模块。顶层控制器采用单-双阈值的模块切换策略,根据路况匹配功能模块;底层分别采用BP-PID算法、LQG算法控制相应的功能模块。在Matlab/Simulink软件中对底层控制器进行仿真,结果表明:所设计的智能悬架系统在B级路面能够改善汽车平顺性,在D级路面能够有效提升汽车综合性能,底层控制器的设计符合要求。     

带经济器的空气源热泵系统研究综述

为了解决热泵系统无法在低温工况下工作的问题，国内外学者提出了在空气源热泵系统中增加一个经济器，引入强化补气(EVI)技术。采用闪发 器前节流的热泵系统可以实现更佳的制热效果与可靠运行；涡旋压缩机结构简单且容积较小，广泛应用于小型户式空气源热泵机组的研究；采用改变环境温度的 实验方法研究系统的中间补气量，发现不同环境温度下，均存在一个最优补气量且数值均不同；采取控制参数法、划分系统切换区域研究经济器的控制策略；采 用微元控制体分析法等建立数学模型进行系统仿真，研究仿真误差因素；将经济器应用到中高温工况下的热泵系统与单级吸收式系统，其应用效果都比较良好。 对经济器的控制策略将是研究重点，除湿工况下经济器的应用将作为今后研究工作方向之一。     

基于滑模控制的三轴重型汽车平顺性优化研究

建立了基于半主动悬架的9自由度三轴重型汽车垂向动力学模型,为提升其平顺性,针对该重型汽车模型设计了滑模控制系统,对悬架阻尼力进行控制。该控制器以天棚阻尼系统为参考,使重型汽车振动响应跟随参考系统。基于Matlab/Simulink软件对滑模控制系统进行验证,在B级路面不同车速工况下进行响应分析。结果表明,所建立的控制器在不同车速下,均能有效改善车辆垂向加速度、俯仰角速度和侧倾角加速度。     

微型电动汽车悬架系统设计与平顺性分析

为了开发一款微型纯电动汽车,针对其乘坐舒适、安全可靠的设计要求,分析了悬架系统设计参数并完成了初步设计。为了保证汽车有良好的操纵稳定性,基于Adams/Insight对设计的麦弗逊悬架进行了前轮定位参数优化。在3种极限工况下,对设计的扭转梁悬架模型进行有限元强度分析,以验证其可靠性。为评估整车的平顺性,在随机沥青路面上进行仿真,并经过功率谱密度变换和频率加权得到了3个轴向的加权加速度均方根值。结果表明:优化后的前轮定位参数随车轮跳动有着良好的变化特性;设计的扭转梁悬架满足强度要求;设计的悬架系统使汽车具有良好的平顺性。     

污水处理的溶解氧智能控制系统仿真研究

根据氧化沟系统中溶解氧（DO）控制的重要性及复杂性，提出用智能预测控制的方法控制氧化沟系统中溶解氧浓度，设计了溶解氧智能控制系统，并进行了仿真实验，为污水处理自动控制提供了一种新的方法．     

基于变速积分PID的KRG速比控制策略研究

以新型锥环无级变速器为研究对象,针对在车辆速比变化较大工况下目标速比阶跃输入对实际速比影响较大的情况,采用变速积分PID控制器对锥环无级变速器的速比进行控制。通过Matlab/Simulink建立整车仿真模型和变速积分控制器模型,对急加速和全减速两种典型工况进行仿真分析,验证整车仿真模型和变速积分速比控制策略的正确性。基于dSPACE系统对搭载锥环无级变速器的样车进行实车试验,将试验结果与仿真结果对比,验证速比控制策略的可行性。     

基于模型预测控制的电动汽车起步工况仿真与性能评价

为提高电动汽车起步工况时的性能,设计了基于模型预测控制的驾驶员模型,建立了纯电动汽车整车模型和驾驶员模型。将驾驶员意图转化为加速踏板和制动踏板的开度变化,利用基于模型预测控制方法的上层控制器得到期望加速度,下层控制器根据期望加速度得到加速指令和减速指令,从而对车辆进行起步工况的加、减速控制。利用起步时间、驱动电机电压电流和冲击度3个评价指标对提出的模型预测控制方法和常规PID控制方法进行起步工况仿真的控制性能比较。分析了不同坡度(0%、10%和20%)和加速踏板开度下电驱动系统的性能。仿真结果验证了模型预测控制方法的有效性。