车辆半主动悬架自适应预测控制
基于ADAMS模型的履带车辆半主动悬挂自适应控制
利用动行程的工作空间 ，在尽量减少悬挂击穿概率 的情况下， 使 分析各种履带车辆动力学性能 的理想工具 ， 特别是在对悬挂系统
★来稿 日 ：０ ０ — ０ ★基金项 目： 期 ２ １－ ６ ３ １ 国家部委预先研究基金（ ０ ｏ ０ ｏ Ｂ Ｏ ） ５ ４ ４ ４ ｌ４ Ｑ １ １
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械工程与 自动化 ，０ ５ １８ １ ：５ ｌ． ２ ０ ，２ （ ）１一 ７
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研 究 ，０ ６ １ ）２ — ４ ２ ０ （２ ：３ ２ ．
参 考文献
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汽车半主动悬架的模型参考自适应控制
汽车半主动悬架的模型参考自适应控制背景与意义汽车平顺性和行驶安全性始终是矛盾的两个方面。
对汽车悬架的控制就是为了在平顺性和行驶安全性之间寻找一个最优的结合点。
理论上，主动悬架能获得一个优质的隔振系统，实现理想悬架的控制目标。
但主动悬架能耗高，成本高，且控制系统复杂。
半主动悬架结构简单，制造方便，几乎不需要向系统提供附加能量，同时，在控制品质上又能接近于主动悬架，因而有着广阔的应用前景。
模型参考的自适应控制器自适应控制器由可调前置控制器G和状态反馈控制器F 两部分组成（1）最终的设计即为求G'与F' 过程，也就是模型参考自适应控制器的控制律求系统的自适应控制律，还需要求出系统的参考模型的状态方程与对象模型的状态方程车辆动力学参考模型为：通过受力分析可求得动力学方程为：（2）式中:m s，为簧载质量;x sr为簧载质量的位移;z r为非簧载质量的位移;d为路面输人;k s为悬架刚度;k t为轮胎的刚度;f dr为天棚控制阻尼力将滤波白噪声作为路面输人模型式中: 为一个白噪声过程;v为车速;a为与路面类型有关的系数。
其自相关函数为式中: 为路面不平度的方差（3）由（2）、（3）式可求得参考模型的状态方程为：（4）式中：Am 、Bm 、Cm为系统矩阵车辆动力学模型为：通过受力分析可求得动力学方程为：（5）同样可求得系统的状态方程为（6）结合（1）、（4）、（6）式，有广义状态方程要实现对象模型与参考模型间的渐近自适应跟踪，必须分别满足下列状态收敛条件和参数收敛条件（7）要使式(7)的前两个方程有解，必须增加约束条件（8）设F(e，t)=F0,G(e，t)=G0时，参考模型与可调系统达到完全的匹配，即（9）将式(9)代人式(8)，得(12)构造以下LYAPUNOV 函数（10）对式(10)两边求导（11）因Am为稳定矩阵，必有PAm + P=-Q ,Q 为正定矩阵。
式(11)右边第一项是负定的。
汽车底盘悬挂系统的主动与半主动控制技术应用
汽车底盘悬挂系统的主动与半主动控制技术应用汽车底盘悬挂系统对于汽车的行驶稳定性和舒适性起着至关重要的作用。
而主动和半主动控制技术的应用，则进一步提升了汽车底盘悬挂系统的性能和效果。
本文将就汽车底盘悬挂系统的主动与半主动控制技术应用进行探讨。
一、主动控制技术的应用主动悬挂系统是指能够主动感知和调节车辆悬挂状态的技术。
通过传感器实时监测路况和车辆行驶状态，再通过控制器对悬挂系统进行调节，使车辆在行驶过程中更加稳定和舒适。
主动悬挂系统的应用，可以使车辆在急转弯、爬坡、减速等情况下更加稳定，有效减少了悬挂系统对车身的影响，提高了行驶安全性。
同时，主动悬挂系统也可以根据路面的不同情况主动进行调节，保证乘坐者在不同路况下的舒适性。
二、半主动控制技术的应用半主动悬挂系统是指能够根据司机的行驶习惯和需要主动进行调节的技术。
通过预设的程序和模式，半主动悬挂系统可以智能地根据司机的驾驶习惯和路况变化进行调节，提供更加个性化的驾驶体验。
半主动悬挂系统的应用，可以根据不同的驾驶模式提供不同的悬挂调节效果，使驾驶员更加舒适地应对不同的路况和驾驶需求。
同时，半主动悬挂系统也可以根据车辆的载重情况和行驶速度进行智能调节，保证车辆行驶的稳定性和安全性。
总结汽车底盘悬挂系统的主动与半主动控制技术应用，为汽车的行驶稳定性和舒适性提供了更加完善的解决方案。
主动悬挂系统可以根据路况变化主动调节悬挂系统，提高了行驶的安全性；半主动悬挂系统则可以根据驾驶员的行驶习惯提供个性化的悬挂调节效果，提高了驾驶的舒适性和便利性。
随着科技的不断发展和汽车工业的进步，主动与半主动悬挂控制技术必将在未来的汽车行业中发挥着更加重要的作用。
汽车底盘悬挂系统的主动与半主动控制
汽车底盘悬挂系统的主动与半主动控制汽车底盘悬挂系统是汽车重要的组成部分，负责支撑和缓解车身震动，保证车辆稳定性和乘坐舒适性。
随着科技的不断进步，汽车底盘悬挂系统的控制方式也在不断创新，主动和半主动控制成为了现代汽车悬挂系统的重要发展方向。
主动悬挂系统是指通过传感器实时监测路面情况和车辆动态，通过悬挂系统的控制单元主动调节悬挂刚度、减震力度等参数，以优化车辆的悬挂性能。
主动悬挂系统可以根据不同路况和行驶状态主动作出调整，提高车辆的操控性和舒适性。
采用主动悬挂系统的车辆可以更好地适应复杂路况，减少车身的侧倾和颠簸感，提升行驶平稳性。
主动悬挂系统的工作原理是利用电液控制技术，实现悬挂系统的快速响应和精准控制，从而提升车辆悬挂性能。
半主动悬挂系统是介于传统被动悬挂系统和主动悬挂系统之间的一种系统。
半主动悬挂系统同样可以根据路况和行驶状态调节悬挂参数，但是其调节范围和速度相对主动悬挂系统较小，无法实现完全主动的悬挂调节。
半主动悬挂系统采用电磁阻尼器、气压悬挂等技术，通过主动改变阻尼力和气压来调节悬挂刚度和减震效果，提高车辆悬挂性能。
半主动悬挂系统的优点在于成本较低、结构简单，对悬挂系统的改造和升级相对容易，因此在许多中高端车型中得到了广泛应用。
综上所述，主动和半主动悬挂系统在汽车底盘悬挂领域具有重要的应用前景。
随着汽车科技的不断发展，悬挂系统的控制技术将会越来越智能化和高效化，为驾驶员提供更加舒适和安全的驾驶体验，推动汽车行业向着智能化和高端化方向发展。
汽车底盘悬挂系统的主动与半主动控制必将成为未来汽车发展的一个重要趋势。
车辆半主动悬架自适应预测控制
车辆半主动悬架自适应预测控制
武云鹏;管继富;顾亮
【期刊名称】《兵工学报》
【年(卷),期】2011(032)002
【摘要】车辆半主动悬架能够显著改善车辆行驶的平顺性和稳定性.控制算法需根据路面及车速的变化动态优化振动加速度、车轮动载,并满足悬架动挠度和阻尼系数变化范围的约束,同时对车辆载荷变化、悬架元件参数变化等引起的模型误差具有自适应能力.将广义预测控制(GPC)应用到车辆半主动悬架控制中,提出了车辆半主动悬架一种新的自适应预测控制算法,采用模型预测、滚动优化、反馈校正实现目标函数的最优控制,同时对路面变化、模型误差均具有自适应能力.仿真研究证实了算法的有效性.
【总页数】5页(P242-246)
【作者】武云鹏;管继富;顾亮
【作者单位】北京理工大学机械与车辆学院,北京100081;北京理工大学机械与车辆学院,北京100081;北京理工大学机械与车辆学院,北京100081
【正文语种】中文
【中图分类】U463.33
【相关文献】
1.车辆半主动悬架神经网络自适应控制研究 [J], 赵开林;洪家娣
2.基于统计优化的车辆半主动悬架自适应控制 [J], 管继富;武云鹏;黄华;顾亮
3.车辆半主动悬架自适应模糊控制器设计与仿真 [J], 陈龙;李德超
4.车辆半主动悬架神经网络自适应控制的研究 [J], 王辉;朱思洪
5.车辆半主动悬架自适应 LQG 控制 [J], 管继富;顾亮;侯朝桢
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车辆半主动悬架自适应 LQG 控制
车辆半主动悬架自适应 LQG 控制
管继富;顾亮;侯朝桢
【期刊名称】《系统仿真学报》
【年(卷),期】2004(16)10
【摘要】线性二次型高斯(LQG)随机最优控制理论和卡尔曼滤波器被应用于车辆悬架控制中。
通过仿真分析得到了车体振动加速度均方根值随着悬架变形的均方根值的增大而减小的结论。
提出了符合一类越野车辆实际需要的半主动悬架自适应控制策略。
形成了对路面变化(包含车速)具有自适应能力的LQG控制系统。
对自适应控制的效果进行了仿真分析。
【总页数】4页(P2340-2343)
【关键词】半主动悬架;LQG控制;卡尔曼滤波器;自适应控制;随机控制
【作者】管继富;顾亮;侯朝桢
【作者单位】北京理工大学自动控制系;北京理工大学噪声与振动控制实验室【正文语种】中文
【中图分类】TB533.2;TP273.4
【相关文献】
1.汽车半主动悬架的自适应LQG控制 [J], 方敏;王峻
2.1/4车辆半主动悬架LQG控制仿真分析 [J], 张志达;李韶华;张兵
3.车辆主动悬架自适应LQG控制策略研究 [J], 闫光辉;关志伟;杜峰;刘臣富
4.基于AHP的车辆半主动悬架LQG控制方法研究 [J], 孙宇菲; 陈双; 姜强
5.车辆磁流变半主动悬架模糊LQG控制策略研究 [J], 李刚;顾瑞恒;徐荣霞;胡国良;欧阳娜;徐明
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车辆半主动悬架最优控制方法研究
车辆半主动悬架最优控制方法研究车辆悬架是汽车重要的组成部分之一，其功能是支撑并缓解车身在路面行驶过程中的震动和冲击，提高行驶的稳定性和舒适性。
传统的悬架系统在一定程度上能够满足车辆的需求，但随着现代科技的不断发展，车辆悬架已经发展到了半主动悬架的阶段，能够更好地适应各种路况和驾驶需求。
半主动悬架是指车辆悬架系统能够通过传感器对车辆的运动状态进行实时监测，并对悬架的阻尼、弹性等参数进行调整，以实现优化的控制，提高车辆的操控性和舒适性。
半主动悬架的优点在于其能够根据路面情况和驾驶者的需求进行自动调节，从而达到最佳的悬架效果。
半主动悬架的最优控制方法是通过控制悬架阻尼和弹性参数来实现的。
这些参数的控制需要基于车辆的运动状态和路面情况进行实时调整。
具体来说，半主动悬架的最优控制方法包括以下几个方面：1.实时监测车辆状态和路面情况：半主动悬架系统需要通过传感器对车辆的运动状态和路面情况进行实时监测，包括车速、加速度、制动状态、路面起伏等参数。
2.悬架参数的自适应调整：根据车辆状态和路面情况的监测结果，半主动悬架系统需要对悬架的阻尼和弹性参数进行自适应调整，以达到最佳的悬架效果。
这需要先建立悬架系统的数学模型，然后通过模型预测来实现悬架参数的自适应调整。
3.控制策略的设计：半主动悬架系统需要设计合理的控制策略，以实现最优控制效果。
常用的控制策略包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
4.优化算法的应用：为了实现更好的最优控制效果，半主动悬架系统需要应用优化算法来优化控制策略。
常用的优化算法包括遗传算法、模拟退火算法、粒子群算法等。
半主动悬架的最优控制方法需要通过实时监测车辆状态和路面情况，对悬架的阻尼和弹性参数进行自适应调整，设计合理的控制策略，应用优化算法等多个方面的综合考虑，才能够实现最佳的悬架效果，提高车辆的操控性和舒适性。
未来，随着科技的不断进步，半主动悬架的最优控制方法还将不断发展和完善。
基于自适应模糊的汽车半主动悬架容错控制
第2期2021年2月144机械设计与制造Machinery Design & Manufacture 基于自适应模糊的汽车半主动悬架容错控制姚行艳(重庆工商大学计算机科学与信息工程学院，重庆400067)摘要:半主动悬架可以自适应调节阻尼器的阻尼力，具有良好的可控性。
针对半主动悬架的增益故障，提出了基于自适应模糊控制的汽车半主动悬架容错控制。
在分析汽车半主动悬架阻尼器输入输出特性的基础上,建立了阻尼器发生增益 故障时的故障悬架模型，设计了未知输入观测器对阻尼器增益故障进行故障诊断。
基于自适应模糊控制对汽车半主动悬架系统阻尼器增益故障设计容错控制器，在C 级随机路面下进行容错控制的Matlab/Simulink 软件仿真，结果表明自适应 模糊容错控制的控制效果要优于无容错控制。
关键词：自适应模糊;汽车半主动悬架;增益故障;容错控制中图分类号:TH16;U463.33文献标识码:A 文章编号:1001-3997(2021 )02-0144-04Fault Tolerant Control of Automotive Semi-Active SuspensionBased on Adaptive Fuzzy ControlYAO Xing-yan(School of Computer Science and Information Engineering, Chongqing Technology and Business University , Chongqing 400067, China)Abstract : Semi-suspension can be controller to adapt the desired damping force. A iming at the gain failure of semi-activesuspension, this paper proposes afault-tole r ant control of s emi-actwe suspension f or vehicles based on adaptive fuzzy control.Based on the analysis of the input and output characteristics of the semi-actwe suspension damper of the vehicle , the fault suspension model of the damper with gain failure is established. The unknown input observer is designed to diagnose the damper gain fault. Then the fault-tolerant controller for the damper gain failure of the semi-active suspension system of thevehicle is designed based on adaptive fuzzy control. The Mailab/Simulink software simulation of f ault-tolerant control is carried out under C-class random roads, respectively. The results show that the control effect offault-tolerant control is better thanthat of non-fault-tolerant control.Key Words : Adaptive Fuzzy ； Semi-Suspension ； Gain Fault ； Tolerant Controls1引言汽车半主动悬架是安装在车身与车轮之间缓冲并衰减来自路面给车轮冲击性的垂向反力的一种装置，以保证汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性气当汽车半主动悬架系统的阻尼器发生故障时，基 于传统控制理论设计的控制算法没有考虑系统潜在的故障,也没有 设计故障发生时相应的处理措施,阻尼器一旦发生故障，将会造成 控制器输出紊乱,达不到期望控制效果，严重影响汽车的乘坐舒适性般纵稳定性气容體制是对控制系统可能出现的故障情况采 取控制方法，使控制系统性能指标在完好无故障或故障情况下均能 满足要求冋。
半主动悬架的自适应滑模控制算法研究
半主动悬架的自适应滑模控制算法研究摘要：本研究聚焦于半主动悬架的自适应滑模控制算法，旨在通过深入的理论分析和实验验证，提升车辆行驶的平顺性和稳定性。
半主动悬架作为一种先进的汽车悬架系统，能够通过传感器感知路面状况和车身姿态，实时调节阻尼参数，从而优化车辆性能。
而自适应滑模控制算法的应用，则能进一步提升半主动悬架的性能表现。
我们提出了一种基于改进的理想天棚系统的自适应滑模变结构控制算法。
该算法的核心在于在实际被控系统和参考模型之间的误差动力学系统中产生渐进稳定的滑模运动。
通过李雅普诺夫稳定性原理，我们证明了所设计的滑模控制算法的稳定性。
以某重型车辆为例进行的MATLAB 仿真结果显示，与传统被动悬架和最优控制相比，自适应滑模控制器能够显著改善车辆的平顺性，并对模型参数的不确定性和外界扰动展现出良好的适应性和鲁棒性。
滑模控制算法也存在抖振问题，这也是未来研究需要重点关注的方向。
为了解决这一问题，我们探讨了各种削弱抖振的方案，并在实验验证中观察到滑模控制的抖振现象相对较小，这表明所设计的滑模控制器能够很好地改善悬架性能，达到预期效果。
我们还研究了轮胎阻尼对悬架系统性能的影响，提出了一种考虑轮胎非线性阻尼的四分之一车模型。
通过在不同路面条件下的仿真分析，我们深入探讨了滑模控制和天棚控制在不同车速和路面频率下的性能表现。
本研究为半主动悬架的自适应滑模控制算法提供了深入的理论和实验支持，为进一步提升汽车行驶性能提供了新的思路和方法。
滑模控制的抖振问题仍需进一步研究和完善，以适应更复杂的道路和驾驶条件。
Abstract：This study focuses on the adaptive sliding mode control algorithm of semi-active suspension, aiming to improve the smoothness and stability of vehicle driving throughin-depth theoretical analysis and experimental verification. As an advanced automotive suspension system, semi-active suspension can perceive road conditions and body posture through sensors, adjust damping parameters in real time, and optimize vehicle performance. The application of adaptive sliding mode control algorithm can further improve the performance of semi-active suspension. We propose an adaptive sliding mode variable structure control algorithm based on an improved ideal ceiling system. The core of this algorithm lies in generating asymptotically stable sliding mode motion in the error dynamics system between the actual controlled system and the reference model. We have demonstrated the stability of thedesigned sliding mode control algorithm through the Lyapunov stability principle. The MATLAB simulation results using a heavy vehicle as an example show that compared with traditional passive suspension and optimal control, the adaptive sliding mode controller can significantly improve the smoothness of the vehicle, and demonstrate good adaptability and robustness to the uncertainty of model parameters and external disturbances. The sliding mode control algorithm also has the problem of chattering, which is also a focus of future research. To address this issue, we have explored various solutions to reduce chattering and observed in experimental verification that the chattering phenomenon of sliding mode control is relatively small. This indicates that the designed sliding mode controller can effectively improve suspension performance and achieve the expected results. We also studied the effect of tire damping on suspension system performance and proposed a quarter car model that considers tire nonlinear damping. Through simulation analysis under different road conditions, we delved into the performance of sliding mode control and canopy controlunder different vehicle speeds and road frequencies. This study provides in-depth theoretical and experimental support for the adaptive sliding mode control algorithm of semi-active suspension, and provides new ideas and methods for further improving the driving performance of automobiles. The chattering problem of sliding mode control still needs further research and improvement to adapt to more complex road and driving conditions.一、概述随着汽车工业的不断发展，对车辆行驶平顺性和稳定性的要求也在日益提高。
浅析汽车底盘主动悬架控制方法
浅析汽车底盘主动悬架控制方法
在汽车底盘中，悬架系统起着承载车身及保证车辆行驶稳定的重要作用。
传统的悬架系统通常是被动式的，无法根据路面状况做出及时的反应，且对车身及乘客的舒适性、稳定性和操控性的改善效果也有限。
因此，研究底盘主动悬架控制方法对于提升汽车性能和安全性具有重要意义。
底盘主动悬架控制方法主要包括三种：视觉反馈控制、学习型控制和预测控制。
视觉反馈控制方法指利用摄像头等装置采集路面的图像信息，再通过控制算法分析图像信息和车身姿态，实现悬架系统的主动调节。
学习型控制方法则利用神经网络等模型进行学习和模拟，根据模型得出通过悬架系统控制器实现对车身姿态和路面响应的主动控制策略。
预测控制方法利用车辆的预测模型做出对未来路面状况的预测，再通过控制算法实现悬架系统的主动调整。
在实际应用过程中，底盘主动悬架控制方法的具体实现方式也有多种，常见的有主动式悬架、半主动式悬架和电液液压式悬架。
主动式悬架是指利用电机等设备直接控制悬架系统的扩展和压缩，实现车身姿态和路面反馈的实时调整。
主动式悬架通常具有响应速度快、自由调整的优点，但成本较高，对整车系统的影响也比较大。
半主动式悬架是指利用电磁阻尼器等装置对悬架系统进行主动控制，实现车身姿态的调整，但半主动悬架的调节范围较窄，对车辆行驶的效果和安全性改善效果有限。
总体来说，底盘主动悬架控制方法的实现需要根据车辆的使用环境和应用需求进行不同的选择和改进。
未来随着科技的发展与汽车技术的不断创新，底盘主动悬架控制方法将会不断地改进和完善，进一步提升汽车性能和乘坐舒适性。
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仿真研 究证 实 了算法 的有效 性。
关 键 词 ：汽 车 工 程 ； 主 动 悬 架 ；广 义 预 测 控 制 ； 动 优 化 ；多 目标 控 制 半 滚 中 图 分 类 号 ：Ｕ ６ ． ３ ４ ３ ３ 文献 标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１０ —０ ３ ２ １ ）２０ ４ －５ ０ ０ １９ （ ０ １ ０ ２ ２０
Ａｂｓ ｒ ｃ ：Ｔｈ ｉ ｅ ｃ ｍｆ ｒ ａ ｄ ｒ ａ ｏｄ ｎ ｆｖ ｈ ｃｅ ｃ ｎ ｂ ｂ ｉｕ ｌ ｍｐ ｏ ｅ ｙ ｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｓ ｍ ｉａ － ｔａ ｔ ｅ ｒｄ ｏ ｏ ｔ ｎ ｏ ｄ ｈ ｌ ｉ ｇ ｏ ｅ ｉ ｌ ａ ｅ ｏ ｖ ｏ ｓｙ ｉ ｒ ｖ ｄ ｂ ｓｎ ｈ ｅ － ｃ
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第 ３ ２卷第 ２期
２０ １１年 ２月
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车辆 半 主 动悬 架 自适 应 预测 控 制
武 云 鹏 ，管 继 富 ， 亮 顾
（ 京 理 工 大 学 机 械 与 车 辆 学 院 ，北 京 １ ０ ８ 北 ０ ０ １）
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摘要 ：车辆半 主动 悬架 能够 显著 改善 车辆行 驶 的平顺 性和稳 定 性。控 制算 法 需根 据路 面及 车 速 的变化动 态优化振 动加 速度 、 车轮 动载 ， 满足 悬架 动挠 度 和 阻尼 系数 变化 范 围的约 束 ， 时对 并 同 车辆载荷 变化 、 悬架元 件参 数变 化等 引起 的模 型 误差 具有 自适 应 能力 。将广 义 预 测控 制 （ Ｐ 应 Ｇ Ｃ） 用 到车辆 半主 动悬架控 制 中 ， 出 了车辆 半 主 动悬 架 一种 新 的 自适 应预 测 控 制 算 法 ， 用 模 型预 提 采
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