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车辆半主动悬架智能控制方法研究现状 被引量：14
1
作者 徐明 黄庆生 李刚 《机床与液压》 北大核心 2021年第1期169-174,共6页
车辆悬架是整个车辆系统中的重要组成之一,其主要作用是将来自地面的力和力矩传递给车身,同时减少路面激励对车架的冲击载荷,从而抑制车辆行驶中的不规则运动。由于车辆半主动悬架结构简单,无需外界的能量输入,而且可以取得和主动悬架... 车辆悬架是整个车辆系统中的重要组成之一,其主要作用是将来自地面的力和力矩传递给车身,同时减少路面激励对车架的冲击载荷,从而抑制车辆行驶中的不规则运动。由于车辆半主动悬架结构简单,无需外界的能量输入,而且可以取得和主动悬架近似的功能,具有广阔的发展前景,因而车辆半主动悬架系统的研究日益兴起,其中研究的重点之一是半主动控制方法的研究,围绕车辆半主动悬架的控制方法包括现代控制方法、智能控制方法等进行论述,并介绍了课题组车辆悬架半主动控制的研究情况。相关的分析和结论可为车辆半主动悬架的进一步研究提供一定理论参考和指导。 展开更多
关键词 车辆半主动悬架 半主动控制 智能控制
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车辆磁流变半主动悬架模糊LQG控制策略研究 被引量：19
2
作者 李刚 顾瑞恒 +3 位作者 徐荣霞 胡国良 欧阳娜 徐明 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2021年第4期129-136,共8页
为提升车辆行驶舒适性,提出一种半主动悬架模糊LQG(Linear-quadratic-Gaussian control)控制策略。对磁流变阻尼器(Magnetorheological Damper,MRD)进行力学特性测试,并建立改进双曲正切模型,利用试验数据采用遗传算法对力学模型进行参... 为提升车辆行驶舒适性,提出一种半主动悬架模糊LQG(Linear-quadratic-Gaussian control)控制策略。对磁流变阻尼器(Magnetorheological Damper,MRD)进行力学特性测试,并建立改进双曲正切模型,利用试验数据采用遗传算法对力学模型进行参数辨识,从而得到可以用于准确描述MRD非线性特性的数学模型。建立1/4车辆悬架模型,设计模糊LQG控制策略,在正弦激励及随机路面激励条件下进行数值仿真,根据车身加速度、悬架动挠度及轮胎动载荷3个指标进行性能评价。与被动悬架控制和模糊控制效果相比,结果表明,模糊LQG控制策略使半主动悬架各评价指标的均方根值均明显降低,基于模糊LQG控制的半主动悬架具有更好的减振性能,能有效提升悬架性能。 展开更多
关键词 振动与波 磁流变阻尼器 车辆悬架 力学模型 模糊LQG控制 悬架性能
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车辆磁流变半主动悬架GSA-LQG控制研究 被引量：9
3
作者 李刚 谢淼锦 +2 位作者 胡国良 杨程 阮志勇 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2022年第11期48-54,共7页
针对传统的线性二次型高斯(Linear Quadratic Gaussian,LQG)控制器存在各加权矩阵系数不易确定等问题,对于车辆磁流变半主动悬架设计了基于引力搜索算法(Gravity Search Algorithm,GSA)的线性二次型高斯(GSA-LQG)控制。以悬架各性能指... 针对传统的线性二次型高斯(Linear Quadratic Gaussian,LQG)控制器存在各加权矩阵系数不易确定等问题,对于车辆磁流变半主动悬架设计了基于引力搜索算法(Gravity Search Algorithm,GSA)的线性二次型高斯(GSA-LQG)控制。以悬架各性能指标为目标函数,采用引力搜索算法对加权矩阵系数进行寻优。选用磁流变阻尼器(Magnetorheological Damper,MRD)作为悬架的半主动部件,同时建立二自由度的1/4车辆磁流变半主动悬架系统模型。以随机路面激励作为输入,在MATLAB/Simulink软件中分别对被动悬架控制、基于LQG控制的车辆磁流变半主动悬架和基于GSA-LQG控制的车辆磁流变半主动悬架进行仿真分析,结果表明,基于GSA-LQG控制的车辆磁流变半主动悬架具有更好的舒适性能和安全性能。 展开更多
关键词 半主动悬架 磁流变阻尼器 引力搜索算法 GSA-LQG控制
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车辆磁流变半主动悬架复合控制策略研究 被引量：5
4
作者 李刚 黄庆生 +3 位作者 倪龙 周筱明 周聪辉 胡国良 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2022年第8期1-9,38,共10页
为提升复杂路况下配备磁流变半主动悬架车辆的综合隔振性能,基于开关函数提出一种复合控制策略。首先,对车辆磁流变半主动悬架系统所用磁流变阻尼器进行阻尼特性试验,使用基于Levenberg-Marquardt优化算法的最小二乘法对可调Sigmoid模... 为提升复杂路况下配备磁流变半主动悬架车辆的综合隔振性能,基于开关函数提出一种复合控制策略。首先,对车辆磁流变半主动悬架系统所用磁流变阻尼器进行阻尼特性试验,使用基于Levenberg-Marquardt优化算法的最小二乘法对可调Sigmoid模型进行参数辨识;其次,以磁流变半主动悬架1/4车辆模型为研究对象,设计了一种基于线性矩阵不等式的非确定结构参数的H_(∞)控制策略;然后,基于磁流变半主动悬架1/4车辆参考模型,计算分析了基于径向基函数的滑模控制的磁流变半主动悬架的性能指标;最后,利用开关函数复合以上2种控制方式,研究表明,复合控制策略能够提升车辆的行驶可靠性和操纵稳定性,综合性能指标优化率为5.93%。 展开更多
关键词 磁流变半主动悬架 磁流变阻尼器 参数辨识
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车辆磁流变半主动悬架滑模变结构优化控制 被引量：16
5
作者 徐明 黄庆生 李刚 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2021年第7期1106-1113,共8页
对悬架系统所用磁流变阻尼器进行阻尼特性试验,利用Levenberg-Marquardt优化算法对磁流变可调Sigmoid模型进行参数辨识,运用最小二乘法对辨识的参数进行拟合;基于天棚阻尼系统,设计了四分之一车辆悬架系统滑模控制器;采用极点配置法确... 对悬架系统所用磁流变阻尼器进行阻尼特性试验,利用Levenberg-Marquardt优化算法对磁流变可调Sigmoid模型进行参数辨识,运用最小二乘法对辨识的参数进行拟合;基于天棚阻尼系统,设计了四分之一车辆悬架系统滑模控制器;采用极点配置法确定切换面参数,使用饱和函数代替符号函数,缓解滑模控制系统抖振问题,运用模糊控制、RBF神经网络对半主动悬架滑模控制器进行优化;以随机路面激励作为输入,分别对模糊控制、RBF神经网络优化的滑模控制器半主动悬架进行仿真分析。仿真结果表明:该优化算法辨识的可调Sigmoid模型具有良好的控制性能,利用该模型可实现对阻尼力的准确控制,所设计的RBF优化滑模控制器具有比模糊滑模控制器更优异的性能。 展开更多
关键词 磁流变阻尼器 可调Sigmoid模型 参数辨识 模糊控制 滑模控制 RBF神经网络
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车辆磁流变半主动空气悬架模糊滑模控制研究 被引量：15
6
作者 李刚 顾瑞恒 +2 位作者 胡国良 邵帅 涂渝 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2021年第2期49-57,共9页
为进一步提高车辆行驶过程中的平顺性,提出了一种半主动空气悬架模糊滑模控制策略。对空气悬架系统所用的磁流变阻尼器(Magnetorheological Damper,MRD)进行力学性能试验,利用遗传算法对磁流变阻尼器的改进双曲正切模型进行参数辨识。... 为进一步提高车辆行驶过程中的平顺性,提出了一种半主动空气悬架模糊滑模控制策略。对空气悬架系统所用的磁流变阻尼器(Magnetorheological Damper,MRD)进行力学性能试验,利用遗传算法对磁流变阻尼器的改进双曲正切模型进行参数辨识。对空气弹簧建立刚度模型,基于改进双曲正切模型,建立1/4车辆磁流变半主动空气悬架系统模型。针对空气悬架系统的不确定性,建立基于模糊控制的滑模变结构控制策略;通过调整滑模控制的边界层,有效地抑制抖振对控制精度的影响,从而确保了系统的稳定性。以随机路面激励作为输入,分别对被动空气悬架、基于模糊PID控制和基于模糊滑模控制的半主动空气悬架进行仿真分析,结果表明基于模糊滑模控制的半主动空气悬架具有更好的减振性能和乘坐舒适性。 展开更多
关键词 磁流变阻尼器 空气悬架系统 改进双曲正切模型 参数辨识 模糊滑模控制
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车辆磁流变半主动悬架开关-最优控制 被引量：5
7
作者 徐明 黄庆生 李刚 《噪声与振动控制》 CSCD 2020年第6期159-164,共6页
根据座椅悬架的动力学特性,建立3自由度半主动座椅悬架模型,将已经参数辨识的磁流变阻尼器可调Sigmoid力学模型应用于该半主动座椅悬架系统。针对基于现有的最优控制所计算的最优控制力超过磁流变阻尼器输出范围的问题,提出一种开关-最... 根据座椅悬架的动力学特性,建立3自由度半主动座椅悬架模型,将已经参数辨识的磁流变阻尼器可调Sigmoid力学模型应用于该半主动座椅悬架系统。针对基于现有的最优控制所计算的最优控制力超过磁流变阻尼器输出范围的问题,提出一种开关-最优控制策略,通过最优控制、磁流变阻尼器可调Sigmoid力学逆模型、开关控制等得到最优控制电流,最后求得更加适宜的最优控制力。以随机路面作为激励,分别对被动悬架系统、最优控制半主动座椅悬架系统、开关-最优控制半主动座椅悬架系统进行仿真分析。仿真结果表明:所提出的开关-最优控制策略可以降低路面的冲击,改善座椅的性能指标,提高极限阻尼力输入时的控制效果。 展开更多
关键词 振动与波 磁流变阻尼器 半主动座椅悬架 开关控制 最优控制
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电液负载敏感负载口独立多模式切换控制能效研究 被引量：21
8
作者 丁孺琦 江来 +2 位作者 李刚 木学山 李望笃 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期433-442,共10页
针对传统电液控制系统单一工作模式能耗高、效率低等问题,提出了一种负载口独立多模式切换控制系统。该系统基于负载口独立控制,通过改变传统液压回路连接方式,为系统拓展多种节能工作模式并设计了多模式切换控制器。该控制器首先根据... 针对传统电液控制系统单一工作模式能耗高、效率低等问题,提出了一种负载口独立多模式切换控制系统。该系统基于负载口独立控制,通过改变传统液压回路连接方式,为系统拓展多种节能工作模式并设计了多模式切换控制器。该控制器首先根据负载方向和速度方向,将系统切换至能量最优的工作模式;然后再根据工作模式为执行器进、出口配置最佳阀控策略,而泵控方式采用电液负载敏感方法使系统压力适应负载压力。为验证该系统在出口压力损失和能量再生两方面的节能效果,以传统电液负载敏感系统为对比对象,在小型挖掘机上进行了实验验证,并评估能效。实验结果证明,与传统电液负载敏感系统相比,采用负载口独立多模式切换控制方法在不降低运动跟踪性能的同时,能有效提高系统的能量效率,节能率达21.95%。 展开更多
关键词 电液控制系统 多模式切换 能量再生 负载口独立 节能
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基于关节力矩补偿的液压机械臂末端力软测量 被引量：4
9
作者 李刚 李锋 +1 位作者 丁孺琦 木学山 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期140-152,共13页
为满足液压机械臂在复杂环境下高精度的作业要求,需使其具备一个精确的力测量系统。由于液压机械臂工作环境复杂且末端接触负载大,力传感器容易受到破坏,因此,针对液压机械臂无末端力传感器的末端力精确感知的难题,以3自由度液压重载机... 为满足液压机械臂在复杂环境下高精度的作业要求,需使其具备一个精确的力测量系统。由于液压机械臂工作环境复杂且末端接触负载大,力传感器容易受到破坏,因此,针对液压机械臂无末端力传感器的末端力精确感知的难题,以3自由度液压重载机械臂为研究对象,提出了基于关节力矩补偿的液压机械臂末端力软测量方法。本研究通过有限傅里叶级数模型设计激励轨迹,并采用递推最小二乘法辨识机械臂动力学参数。以非线性摩擦力矩模型代替库伦粘性摩擦模型,提升机械臂动力学模型精度。建立神经网络关节力矩补偿模型,减小不确定因素对液压机械臂动力学模型精度的影响。搭建AMESim/Simulink联合仿真模型,设计液压机械臂末端运行三角形轨迹,验证了本研究提出的动力学模型精度较高。分别在液压机械臂末端的水平方向和竖直方向施加500 N的恒力负载和0~500 N的变力负载,在恒力负载下,水平方向和竖直方向的末端力软测量精度分别为4.84%、2.79%;变力负载下,水平方向和竖直方向的末端力软测量精度分别可达5.73%、4.81%。通过与未优化前的末端力软测量精度对比,验证了本研究提出的基于关节力矩补偿的液压机械臂末端力软测量模型可有效提高末端力软测量的精度。 展开更多
关键词 液压机械臂 参数辨识 非线性摩擦模型 关节力矩补偿 末端力软测量
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基于最小流量的液压机械臂冗余分解
10
作者 丁孺琦 李望笃 +1 位作者 李刚 胡国良 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1882-1890,共9页
针对冗余液压机械臂预设轨迹下的能量优化问题,提出基于最小流量的液压机械臂冗余分解方法.采用D-H参数法推导液压机械臂的运动学方程,构建末端速度与液压缸缸速的映射,建立系统能耗模型.基于最小缸速范数法求解能量次优的冗余分解以部... 针对冗余液压机械臂预设轨迹下的能量优化问题,提出基于最小流量的液压机械臂冗余分解方法.采用D-H参数法推导液压机械臂的运动学方程,构建末端速度与液压缸缸速的映射,建立系统能耗模型.基于最小缸速范数法求解能量次优的冗余分解以部分降低能耗.以液压系统流量最小为目标,通过优化加权雅可比矩阵求解能量最优的冗余分解.为了提高计算效率,提出加权雅可比矩阵权值的动态优化方法,实现在线最优运动规划.在研制的液压机械臂试验平台对冗余分解方法进行试验验证.三关节平面运动试验结果表明,相比于现有梯度投影法和最小缸速范数法,所提最小流量优化方法相同末端轨迹的运动能耗降低超过5%. 展开更多
关键词 液压机械臂 运动规划 冗余分解 动态权值 节能
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