基于神经网络的多随机参数非线性悬架系统响应分析

1

作者 陈强强 周继磊 +1 位作者 于孟娜 韩道远 《机电工程》 北大核心 2025年第7期1403-1412,共10页

车辆悬架系统的生产制造误差会使得该悬架系统各个结构参数具有不确定性,同时作用于非线性悬架系统的路面激励也具有明显的随机性和时变性。针对这一问题,研究了不确定因素对多随机参数非线性悬架系统响应的影响。首先,采用了七自由度... 车辆悬架系统的生产制造误差会使得该悬架系统各个结构参数具有不确定性,同时作用于非线性悬架系统的路面激励也具有明显的随机性和时变性。针对这一问题,研究了不确定因素对多随机参数非线性悬架系统响应的影响。首先,采用了七自由度非线性车辆悬架系统动力学模型,构建了白噪声路面激励时域模型;然后,建立了一种基于粒子群优化的反向传播神经网络(BPNN-PSO)预测模型,基于神经网络的直接积分法(DPIM),展开了针对非线性悬架系统的随机动力方程及其相应求解策略的研究;最后,针对非线性悬架系统随机振动直接概率积分法,提出了一种基于MATLAB的分析程序,对不同等级路面激励和参数随机条件下,非线性悬架系统振动响应的均值和标准差进行了研究。研究结果表明:直接概率积分法与蒙特卡洛模拟相比,系统的时变概率密度处理时间成本降低,效率更高;车体质量对车体位移的影响显著,其标准差为0.2×10^(-3)m~0.5×10^(-3)m,轮胎刚度对车体位移的影响最小,其标准差约为0.1×10^(-3)m~0.25×10^(-3)m;悬架的弹簧刚度对车体加速度的影响最小,其标准差约为0.5×10^(-2)m/s^(2)~2×10^(-2)m/s^(2),车辆质量和轮胎刚度的随机性对车辆动态行为影响较大。 展开更多

关键词 直接概率积分法 白噪声路面 反向传播神经网络 非线性车辆悬架系统 粒子群算法 路面不平度

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汽车非线性悬架系统的最优模糊复合控制策略研究 被引量：4

2

作者 范健文 高远 +1 位作者 蓝会立 耿兆云 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第4期85-88,共4页

建立1/4车辆非线性悬架模型,分别设计非线性悬架系统的最优控制器和模糊控制器,提出一种具有耦合环节,最优控制与模糊控制并联结合的复合控制策略。该复合控制策略能实现不同控制方法优势互补,提高悬架系统的控制性能。仿真结果表明,在... 建立1/4车辆非线性悬架模型,分别设计非线性悬架系统的最优控制器和模糊控制器,提出一种具有耦合环节,最优控制与模糊控制并联结合的复合控制策略。该复合控制策略能实现不同控制方法优势互补,提高悬架系统的控制性能。仿真结果表明,在不同车速和等级道路行驶工况条件下,相比单一控制方法,该复合控制策略具有更好的控制效果,在提高车辆行驶平顺性和操纵稳定性方面具有明显优势。研究结果为汽车悬架系统的控制策略研究提供了一定的理论方法参考。 展开更多

关键词 非线性悬架系统 最优控制 模糊控制 复合控制

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基于反馈线性化的非线性悬架系统振动状态观测 被引量：2

3

作者 陈思忠 卢凡 +2 位作者 吴志成 杨林 赵玉壮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第20期10-15,共6页

针对悬架系统非线性特性提出反馈线性化卡尔曼滤波算法。基于微分几何理论,通过求解坐标变换,将车辆非线性振动模型变换成可观测标准型,实现系统精确反馈线性化;采用线性卡尔曼滤波算法,针对变换的线性系统设计观测器,通过坐标逆变换获... 针对悬架系统非线性特性提出反馈线性化卡尔曼滤波算法。基于微分几何理论,通过求解坐标变换,将车辆非线性振动模型变换成可观测标准型,实现系统精确反馈线性化;采用线性卡尔曼滤波算法,针对变换的线性系统设计观测器,通过坐标逆变换获得原非线性系统的状态观测值。仿真结果表明,该算法能提高车辆振动状态观测精度、降低运算量。 展开更多

关键词 状态观测 反馈线性化 非线性悬架 振动

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单轮车辆非线性悬架的最优阻尼匹配 被引量：7

4

作者 董明明 骆振兴 刘伯庚 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期697-700,共4页

以单轮非线性刚度、非线性阻尼的悬架为对象,进行统计线性化分析,得到二自由度各响应均方根值的计算公式.Simulink仿真验证了关系式的正确性.车身加速度均方根值是关于等效线性阻尼的凹函数,故存在唯一的等效阻尼系数可使车身加速度均... 以单轮非线性刚度、非线性阻尼的悬架为对象,进行统计线性化分析,得到二自由度各响应均方根值的计算公式.Simulink仿真验证了关系式的正确性.车身加速度均方根值是关于等效线性阻尼的凹函数,故存在唯一的等效阻尼系数可使车身加速度均方根值达到最小.该结果可用于非线性悬架的匹配和阻尼半主动控制策略的实现. 展开更多

关键词 非线性悬架 统计线性化 最优阻尼匹配 SIMULINK仿真

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重型货车非线性悬架结构参数动力学优化 被引量：4

5

作者 杨啟梁 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期23-25,共3页

建立了由主、副钢板弹簧组成的重型货车非线性后悬架系统的二自由度动力学模型,用Matalab/Simulink计算出车身垂直振动加速度均方根值。构建了以空载、临界载荷和满载下加速度均方根值的算术平均值为目标函数的优化设计模型,对悬架的刚... 建立了由主、副钢板弹簧组成的重型货车非线性后悬架系统的二自由度动力学模型,用Matalab/Simulink计算出车身垂直振动加速度均方根值。构建了以空载、临界载荷和满载下加速度均方根值的算术平均值为目标函数的优化设计模型,对悬架的刚度比和临界载荷比进行了动力学优化。实例计算表明,与比例中项法和平均负荷法相比,用最优化方法确定悬架的刚度比和临界载荷比可明显改善汽车从空载到满载范围内的平顺性。 展开更多

关键词 重型货车 非线性悬架 平顺性 优化

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遗传算法优化的非线性悬架系统仿真研究

6

作者 刘涛 张勇 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2023年第5期709-714,共6页

以四分之一汽车模型为研究对象,通过线性减振弹簧构建非线性Duffing振子,提出一种切实可行的非线性悬架系统构建方法。利用增维精细积分法求解非线性悬架系统动力学模型;以车身总加权加速度均方根值最小为优化目标,汽车偏频取值为约束条... 以四分之一汽车模型为研究对象,通过线性减振弹簧构建非线性Duffing振子,提出一种切实可行的非线性悬架系统构建方法。利用增维精细积分法求解非线性悬架系统动力学模型;以车身总加权加速度均方根值最小为优化目标,汽车偏频取值为约束条件,建立非线性悬架系统的优化模型,引入遗传算法,确定非线性悬架最优的弹簧刚度和阻尼系数;进行SIMULINK仿真,对比非线性悬架系统相与传统线性悬架系统的减振效果,进一步证明了所构建的非线性悬架系统的可行性和优越性,为非线性悬架方面的研究提供了一种新方法。 展开更多

关键词 DUFFING振子 非线性悬架 增维精细积分法 遗传算法优化

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基于路面识别的非线性悬架系统自适应控制 被引量：10

7

作者 孙晋伟 秦也辰 +1 位作者 王振峰 顾亮 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1299-1303,共5页

针对非线性悬架系统,基于多目标布谷优化和路面识别算法,研究不同路面等级下悬架非线性系统特性,实现根据路面等级调整控制参数的目的.首先建立四分之一车辆模型,选取电流为优化变量,簧载质量加速度和轮胎动行程为优化目标;然后利用布... 针对非线性悬架系统,基于多目标布谷优化和路面识别算法,研究不同路面等级下悬架非线性系统特性,实现根据路面等级调整控制参数的目的.首先建立四分之一车辆模型,选取电流为优化变量,簧载质量加速度和轮胎动行程为优化目标;然后利用布谷优化算法求取不同路面下悬架最优参数,并利用路面识别方法得到当前路面等级,结合悬架性能需求实现悬架在不同路面下自适应调节.仿真结果表明:1)控制算法可根据不同路面情况自适应调整悬架参数,提高系统性能;2)相比于传统粒子群优化方法(PSO),基于布谷优化算法得到的控制电流能提供更为理想的悬架系统性能. 展开更多

关键词 非线性悬架 路面识别 布谷优化 平顺性 操纵稳定性

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车辆非线性悬架系统时滞瞬时最优控制 被引量：4

8

作者 闫盖 方明霞 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第10期4226-4230,共5页

以车辆非线性悬架系统为研究对象,采用理论与仿真相结合的方法,研究系统时滞瞬时最优控制动力学特性。首先以立方多项式模型描述非线性特性,建立含控制回路时滞的车辆非线性悬架系统动力学方程;然后通过状态变换处理系统时滞,利用最优... 以车辆非线性悬架系统为研究对象,采用理论与仿真相结合的方法,研究系统时滞瞬时最优控制动力学特性。首先以立方多项式模型描述非线性特性,建立含控制回路时滞的车辆非线性悬架系统动力学方程;然后通过状态变换处理系统时滞,利用最优控制理论和龙格库塔法设计了时滞瞬时最优控制律;最后通过数值仿真分析了系统在确定性激励下和随机激励下的状态输出响应。结果表明,时滞瞬时最优控制律可以保证系统稳定,优化控制权重矩阵可以获得更好的减振性能,且为研究将时滞作为控制输入参数奠定了基础,为主动减振提供了新思路,具有重要的理论和工程应用价值。 展开更多

关键词 非线性悬架 时滞 状态变换 时滞瞬时最优控制 随机激励

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基于分段仿射模型的非线性悬架预测控制 被引量：2

9

作者 胡启国 陆伟 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2019年第3期285-292,共8页

为了避免车辆通过不平路面时发生悬架击穿,提出了一种基于多模型预测控制的车辆非线性悬架主动控制方法。建立了1/4非线性悬架模型,采用基于改进粒子群算法的数据聚类和参数辨识,建立了主动力和车身位移关系的线性分段仿射(PWA)模型。... 为了避免车辆通过不平路面时发生悬架击穿,提出了一种基于多模型预测控制的车辆非线性悬架主动控制方法。建立了1/4非线性悬架模型,采用基于改进粒子群算法的数据聚类和参数辨识,建立了主动力和车身位移关系的线性分段仿射(PWA)模型。通过多模型预测控制理论研究半主动悬架PWA模型的滚动时域优化控制问题,得到最优控制信号。利用Matlab/Simulink进行随机路面和正弦凸起路面仿真。结果表明:采用多模型预测控制可以使得车辆在遇到不平路面时保持稳定的车身姿态,同时很好地控制悬架动行程,减小了悬架击穿的概率。 展开更多

关键词 车辆运行平顺性 车辆悬架 粒子群算法 预测控制 参数辨识 非线性悬架 线性分段仿射

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汽车非线性主动悬架系统的分数阶模糊控制 被引量：13

10

作者 高远 范健文 +2 位作者 潘盛辉 李珊 孔峰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1403-1408,共6页

针对非线性主动悬架系统的控制问题,提出一种分数阶模糊控制方法。该方法采用分数阶微分信号作为模糊控制器输入,并根据悬架系统综合性能指标函数最小准则获得分数阶次。仿真结果表明:相比整数阶的模糊控制情形,即使车辆在不同车速和不... 针对非线性主动悬架系统的控制问题,提出一种分数阶模糊控制方法。该方法采用分数阶微分信号作为模糊控制器输入,并根据悬架系统综合性能指标函数最小准则获得分数阶次。仿真结果表明:相比整数阶的模糊控制情形,即使车辆在不同车速和不同等级道路的行驶工况下,该分数阶模糊控制方法可以使得非线性悬架系统能够获得更优的控制效果,能进一步降低车身垂直振动加速度、动行程及轮胎形变,有效提高车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。 展开更多

关键词 车辆 非线性悬架 分数阶 模糊控制

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基于非线性模型的汽车空气悬架系统模糊控制研究 被引量：9

11

作者 胡芳 陈无畏 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第7期772-777,共6页

文章采用了一种直接把空气弹簧的非线性力放入系统模型中进行分析和计算的方法,在非线性模型上分别施加一般模糊控制和参数自调整模糊控制,并比较两种控制方法对车辆行驶平顺性的影响;运用Mat-lab/Simulink软件对系统进行平顺性分析,其... 文章采用了一种直接把空气弹簧的非线性力放入系统模型中进行分析和计算的方法,在非线性模型上分别施加一般模糊控制和参数自调整模糊控制,并比较两种控制方法对车辆行驶平顺性的影响;运用Mat-lab/Simulink软件对系统进行平顺性分析,其结果发现运用非线性方法更能真实反映车辆在实际行驶中的振动响应情况,而施加参数自调整模糊控制较一般模糊控制能进一步改善车辆行驶平顺性。 展开更多

关键词 空气弹簧 非线性悬架 平顺性

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汽车非线性主动悬架系统的自适应事件触发控制 被引量：2

12

作者 贾俊茹 郑黎明 张镇 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期439-447,共9页

针对汽车非线性主动悬架提出一种基于区间二型模糊模型的自适应事件触发控制方法,以实现悬架系统乘坐舒适性和通信资源节约性能的双重提升。建立非线性悬架系统的区间二型模糊模型,准确描述悬架系统弹性元件和阻尼器的非线性特征;引入... 针对汽车非线性主动悬架提出一种基于区间二型模糊模型的自适应事件触发控制方法,以实现悬架系统乘坐舒适性和通信资源节约性能的双重提升。建立非线性悬架系统的区间二型模糊模型,准确描述悬架系统弹性元件和阻尼器的非线性特征;引入自适应事件触发通信机制,相比传统的采样通信机制能够有效节约通信资源,同时保证系统良好的控制性能;基于时滞理论构建非线性悬架自适应事件触发控制的闭环系统模型,提出事件触发器和模糊控制器的协同设计方法。结果表明:在保证系统稳定性和性能约束的同时,所提方法的车身加速度降低52.12%,悬架动行程减小45.81%,轮胎动载荷减少31.91%,且事件触发频率降低44.33%。该方法能够有效提升悬架系统的乘坐舒适性,实现通信资源的有效节约。 展开更多

关键词 非线性悬架系统 二型模糊模型 事件触发 悬架控制

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拟周期激励下滞后非线性汽车悬架的混沌 被引量：30

13

作者 李韶华 杨绍普 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期61-64,共4页

本文研究了具有滞后非线性的汽车悬架在路面拟周期激励作用下发生受迫振动时的混沌运动。首先用Melnikov方法给出了发生混沌运动的临界条件 ,然后研究了非线性阻尼力中的各系数对混沌的影响 ,最后通过Poincare截面及Lyapunov指数揭示出... 本文研究了具有滞后非线性的汽车悬架在路面拟周期激励作用下发生受迫振动时的混沌运动。首先用Melnikov方法给出了发生混沌运动的临界条件 ,然后研究了非线性阻尼力中的各系数对混沌的影响 ,最后通过Poincare截面及Lyapunov指数揭示出在此系统中存在着从拟周期运动通向混沌运动的可能性。 展开更多

关键词 拟周期 激励 滞后非线性汽车悬架 混沌运动 受迫振动 临界条件 非线性阻尼力

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基于微分几何的非线性汽车悬架模糊滑模控制研究 被引量：4

14

作者 高远 许伟 蓝会立 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期266-271,共6页

文章建立了1/4车辆非线性悬架系统动力学模型,运用微分几何方法对非线性系统精确线性化,通过滑模趋近律设计模糊滑模控制策略,获得悬架系统的非线性反馈解耦控制器。控制器中的滑模面系数满足滑模运动等效方程的Hurwitz稳定判据,模糊控... 文章建立了1/4车辆非线性悬架系统动力学模型,运用微分几何方法对非线性系统精确线性化,通过滑模趋近律设计模糊滑模控制策略,获得悬架系统的非线性反馈解耦控制器。控制器中的滑模面系数满足滑模运动等效方程的Hurwitz稳定判据,模糊控制自适应调节切换控制增益实现削弱控制抖振效应和减少控制能耗。仿真结果表明:基于微分几何设计的模糊滑模控制器具有良好的控制性能,能有效降低车身垂直振动加速度、悬架动扰度和轮胎形变,改善了汽车行驶平顺性和安全性。研究结果为非线性汽车悬架的控制提供了有用的理论参考。 展开更多

关键词 非线性汽车悬架 微分几何 线性化 滑模控制 模糊控制

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基于模型参考方法的车辆非线性主动悬架反推控制 被引量：3

15

作者 庞辉 陈嘉楠 +1 位作者 梁军 陈英 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1761-1769,共9页

针对车辆悬架系统存在的参数不确定性,提出一种基于模型参考控制的车辆非线性主动悬架反推控制器设计方法。建立悬架系统非线性模型,引入高低通滤波器,根据悬架动行程改变高低通滤波器的通频带宽,设计一种理想的模型参考系统。在此基础... 针对车辆悬架系统存在的参数不确定性,提出一种基于模型参考控制的车辆非线性主动悬架反推控制器设计方法。建立悬架系统非线性模型,引入高低通滤波器,根据悬架动行程改变高低通滤波器的通频带宽,设计一种理想的模型参考系统。在此基础上,构造被控悬架系统与模型参考系统之间的车身位移和速度跟踪误差,基于反推控制方法和Lypaunov理论设计了误差跟踪反推控制器。通过仿真实验验证了所提出的误差跟踪反推控制器的有效性和跟踪精度。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 非线性主动悬架 反推控制 跟踪误差 模型参考控制

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基于模糊免疫PID的非线性汽车悬架控制策略与仿真研究 被引量：5

16

作者 王洪礼 郭龙 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期911-915,共5页

汽车悬架控制系统是一个由较多非线性因素共同作用的复杂系统,针对传统PID控制效果不理想的问题,通过数值拟合的方式引入弹簧与阻尼等非线性影响因素,建立1/4汽车悬架非线性动力学模型,借鉴免疫反馈原理,结合积分控制的规律,提出一种模... 汽车悬架控制系统是一个由较多非线性因素共同作用的复杂系统,针对传统PID控制效果不理想的问题,通过数值拟合的方式引入弹簧与阻尼等非线性影响因素,建立1/4汽车悬架非线性动力学模型,借鉴免疫反馈原理,结合积分控制的规律,提出一种模糊免疫PID(proportion integral derivative)控制方法,并利用免疫进化算法进行参数优化设计。仿真结果表明,该方法在汽车非线性悬架控制系统中可行且有效,其控制器性能也优于常规的PID控制器,具有更好的响应特性,同时也提高了汽车的操作稳定性和乘坐舒适性。 展开更多

关键词 免疫反馈 模糊免疫PID(proportion INTEGRAL derivative) 非线性汽车悬架 控制策略

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主动悬架非线性滑模容错控制研究 被引量：4

17

作者 刘树博 周焕银 +2 位作者 罗先喜 邓文娟 余颖 《东华理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2016年第3期293-297,共5页

以1/4车非线性主动悬架模型为研究对象,针对未知的作动器故障,提出了一种滑模容错控制方法。选取合适的滑模面,以保证悬架系统的隔振性能。在无需掌握系统的非线性及作动器故障信息的前提下,基于Lyapunov稳定性理论设计滑模容错控制律,... 以1/4车非线性主动悬架模型为研究对象,针对未知的作动器故障,提出了一种滑模容错控制方法。选取合适的滑模面,以保证悬架系统的隔振性能。在无需掌握系统的非线性及作动器故障信息的前提下,基于Lyapunov稳定性理论设计滑模容错控制律,使其切换增益能实现自适应调节以消除故障影响。最后,通过理论推导证明了该控制律能够满足悬架系统的硬约束要求。仿真结果表明,基于容错控制律设计得到的主动悬架系统,在作动器出现故障的情况下,有效改善车辆乘坐舒适性,体现出了较好的容错性。 展开更多

关键词 非线性主动悬架 滑模容错控制 自适应调节

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用于品质动力学仿真的悬架非线性承载模型 被引量：2

18

作者 卢萍萍 逄淑一 +3 位作者 齐海政 管欣 詹军 张绍龙 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2011年第5期502-505,527,共5页

针对传统的悬架非线性承载特性模型的卸载边界不一致及加载和卸载切换时承载特性的过渡曲线不一致影响悬架非线性承载特性的精确模拟等问题,在Fancher模型基础上,提出了基于悬架变形转折点的卸载边界修正算法及过渡曲线修正算法.通过卸... 针对传统的悬架非线性承载特性模型的卸载边界不一致及加载和卸载切换时承载特性的过渡曲线不一致影响悬架非线性承载特性的精确模拟等问题,在Fancher模型基础上,提出了基于悬架变形转折点的卸载边界修正算法及过渡曲线修正算法.通过卸载边界修正算法,实现了对悬架系统非线性承载特性中卸载边界不一致现象的描述,通过过渡曲线修正算法,实现了对悬架系统非线性承载特性中加载、卸载过渡曲线不一致现象的描述,建立了可用于汽车品质动力学仿真的精细悬架非线性承载特性模型.通过与悬架系统K&C垂向轮跳试验结果对比表明:该承载特性模型能够较有效地模拟卸载边界及过渡曲线,进一步提高了悬架非线性承载特性模型的精度. 展开更多

关键词 悬架非线性 汽车动力学 干摩擦 承载特性 悬架刚度

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非线性座椅悬架动态参数的研究 被引量：1

19

作者 高爱云 徐锐良 付主木 《拖拉机与农用运输车》 北大核心 2004年第4期15-17,共3页

提出了非线性座椅悬架的一种动态研究方法 ,采用随机方向法对动态参数进行了优化 ,并编制优化程序 ,最后将计算结果在EQ10 6 0F汽车上进行了试验验证。结果表明 ,根据优化结果设计的座椅悬架 ,其乘坐舒适性得到了较大的提高。

关键词 非线性座椅悬架 动态参数 随机方向法 优化设计 乘坐舒适性 拖拉机 汽车

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考虑悬架非线性的变截面连续梁桥车桥耦合振动分析 被引量：1

20

作者 李雪峰 肖润生 袁家冬 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期607-615,共9页

以三跨变截面连续梁桥为研究对象,将其看作Euler-Bernoulli梁并划分为有限个微段推导出桥梁振动方程,再建立考虑悬架非线性的1/4车辆振动方程,得到车桥耦合振动方程并化简,借助Runge-Kutta法求解获得桥梁任意位置的振动响应。结果表明:... 以三跨变截面连续梁桥为研究对象,将其看作Euler-Bernoulli梁并划分为有限个微段推导出桥梁振动方程,再建立考虑悬架非线性的1/4车辆振动方程,得到车桥耦合振动方程并化简,借助Runge-Kutta法求解获得桥梁任意位置的振动响应。结果表明:考虑悬架非线性后,车辆行驶于桥梁前段时跨中竖向位移与忽略悬架非线性时不同,中跨跨中竖向位移第一峰值最大相差0.04mm;随着车速增加,影响区间增加,悬架非线性对竖向位移曲线的峰值影响有增大的趋势;当车辆匀速通过桥梁第一跨时悬架非线性对位移响应有一定抑制作用,但这种抑制效应较小。 展开更多

关键词 变截面 连续梁桥 车桥耦合振动 悬架非线性

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