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题名考虑参数自适应的电液馈能悬架LQR控制研究
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作者
邹俊逸
程进
左鑫凯
郭思婧
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机构
武汉科技大学汽车与交通工程学院
新能源汽车先进底盘技术湖北省工程研究中心
武汉理工大学汽车工程学院
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出处
《振动与冲击》
北大核心
2025年第9期109-118,126,共11页
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基金
国家自然科学基金(52202480)
湖北省自然科学基金(2022CFB732)
湖北省教育厅科学研究计划指导项目(B2021008)。
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文摘
电液馈能悬架具有阻尼调节和能量回收的功能,兼顾了减振和能耗两方面,合理的控制系统设计可有效改善车辆的平顺性和能耗水平。因此,针对电液馈能悬架提出了一种考虑参数自适应的线性二次型调节器(linear quadratic regulator, LQR)控制策略,旨在实现控制系统的快速收敛和性能最优化。首先,由于传统LQR在参数选择上对于经验存在较高的依赖性,利用改进鲸鱼算法实现了加权系数的自适应寻优,可有效提高控制系统的计算效率;其次,将传统鲸鱼算法中的线性收敛因子改为非线性收敛因子,实现全局寻优和局部寻优的平衡,可较好地降低寻优的时间;此外,为解决现有算法容易陷入局部最优的问题,还提出了一种结合自适应权重系数和随机差分变异的策略来代替鲸鱼算法中的个体更新策略;最后,基于AMESim软件建立了电液馈能减振器的仿真模型,并搭建了试验台架,展开了阻尼特性等试验,仿真结果与试验数据吻合,验证了电液馈能减振器模型的精确性;在此基础上,基于MATLAB/Simulink软件分别搭建了LQR、传统鲸鱼算法优化LQR和改进鲸鱼算法优化LQR三种控制器,构建了MATLAB/AMESim软件的联合仿真模型,在随机路面上进行对比分析。仿真结果表明,基于改进鲸鱼算法优化的LQR可以使车身加速度、悬架动位移均方根值分别降低38.17%、74.71%,悬架的馈能功率、车轮动位移分别提高了22.50%、8.55%,验证了所提方法的可行性和有效性。
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关键词
电液馈能悬架
线性二次调节(LQR)控制器
参数自适应
改进鲸鱼算法
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Keywords
electro-hydraulic energy-regenerative suspension(EHERS)
LQR controller
parametric adaptation
improved whale algorithm
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分类号
U464.123
[机械工程—车辆工程]
TP274.2
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名考虑轮胎侧偏刚度的分布式电动汽车轨迹跟踪控制
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作者
邹俊逸
蒋益民
王峰
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机构
武汉科技大学汽车与交通工程学院
新能源汽车先进底盘技术湖北省工程研究中心
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出处
《重庆理工大学学报(自然科学)》
北大核心
2025年第2期27-38,共12页
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基金
国家自然科学基金项目(52202480)
湖北省自然科学基金项目(2022CFB732)。
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文摘
针对轨迹跟踪过程中轮胎侧偏刚度动态变化的问题,提出一种考虑轮胎侧偏刚度的轨迹跟踪控制器。以分布式电动汽车为研究对象,建立七自由度整车动力学模型,仿真分析垂向载荷和侧偏角对侧偏刚度的影响;设计基于径向基神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)的侧偏刚度估计器,考虑RBFNN初始化参数的不确定性,利用k-means算法改进其函数中心,通过最小二乘法(least mean square,LMS)调整RBFNN的隐含层和输出层的权值,改善侧偏刚度估计器的预测精度和收敛速度。结果表明,优化后RBFNN测试时间缩短4 s,训练时间缩短700 s,绝对误差和相对误差分别降低44.3%、55.2%。基于模型预测控制(model predictive control,MPC)设计了轨迹跟踪控制器,将侧偏刚度估计值代入预测模型中,同时添加动力学约束以提高跟踪的稳定性。搭建了CarSim/Simulink联合仿真平台,将考虑侧偏刚度的轨迹跟踪控制器与未考虑侧偏刚度控制器进行对比。结果表明,无论是在高附着路面还是低附着路面,考虑侧偏刚度的轨迹跟踪控制器具有更好的稳定性,说明所提出的改进估计模型和轨迹跟踪策略具有良好的应用价值。
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关键词
轨迹跟踪
侧偏刚度
模型预测控制
分布式电动汽车
径向基神经网络
K-MEANS
最小二乘法
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Keywords
trajectory tracking
lateral stiffness
model predictive control
distributed electric vehicles
radial basis function neural network
k-means
least squares method
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分类号
U463.6
[机械工程—车辆工程]
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