基于多目标粒子群算法的电磁主动悬架作动器优化 被引量：11

1

作者 杨超 李以农 +1 位作者 郑玲 胡一明 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第19期154-166,共13页

针对电磁主动悬架直线式作动器电磁力波动对悬架系统影响问题,建立作动器磁场解析模型,以总谐波畸变量(Total harmonic distortion,THD)作为电动势(Electromotive force,EMF)中谐波含量的评价指标,对影响电磁力输出的EMF进行谐波分析,... 针对电磁主动悬架直线式作动器电磁力波动对悬架系统影响问题,建立作动器磁场解析模型,以总谐波畸变量(Total harmonic distortion,THD)作为电动势(Electromotive force,EMF)中谐波含量的评价指标,对影响电磁力输出的EMF进行谐波分析,在此基础上,建立考虑悬架电磁力波动特性的悬架系统模型,分析了车辆动力学响应特性。其次,采用多目标粒子群智能优化算法,以"大EMF幅值"和"小THD"值作为目标,对作动器结构参数进行多目标优化,并利用模糊集合理论对优化后的Pareto最优解集进行选优。仿真结果表明,作动器电磁力波动下降了53.8%,有效电磁力提升了8.5%,基本消除了电磁力波动对悬架系统的影响。最后,对作动器样件进行测试,结果显示:作动器绕组EMF中含有3次、2次、4次和5次谐波分量,且THD值达到了5.6%,电磁力波动为7.8 N,试验结果验证了对电磁力波动分析及优化的有效性。 展开更多

关键词 电磁主动悬架 直线作动器 电磁力波动 多目标优化 粒子群算法

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基于路面识别的主动馈能悬架多目标控制与优化 被引量：9

2

作者 李以农 朱哲葳 +1 位作者 郑玲 胡一明 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期129-137,共9页

针对主动悬架减振性能和馈能特性在不同等级路面适应性较差的问题,建立了非线性电磁主动悬架模型;考虑车辆在行驶过程中悬架簧上质量存在不确定性,提出了一种主动悬架自适应滑模控制器;基于不同路面下悬架动力学响应数据,采用自适应模... 针对主动悬架减振性能和馈能特性在不同等级路面适应性较差的问题,建立了非线性电磁主动悬架模型;考虑车辆在行驶过程中悬架簧上质量存在不确定性,提出了一种主动悬架自适应滑模控制器;基于不同路面下悬架动力学响应数据,采用自适应模糊神经网络算法识别路面等级,确定控制器目标系数,实现了主动悬架安全性和舒适性之间的协调;研究了电磁主动悬架馈能特性及其切换控制策略,在此基础上,考虑电磁主动悬架安全性、舒适性和节能性的矛盾关系,采用多目标粒子群优化(MOPSO),以悬架动力学性能和馈能特性为设计目标综合优化控制器和悬架结构参数,并通过模糊集理论对多目标优化后的Pareto解集进行最优解选取。研究结果表明:模糊神经网络对不同等级路面下非线性电磁主动悬架的最大识别误差能够控制在10%以内,满足识别准确性要求;在C级路面条件下,优化后的主动悬架与传统被动悬架相比,簧上质量振动加速度减小了35.3%,轮胎动行程增大了7.7%,但可以控制在10%的安全范围内;与原主动悬架相比,优化后悬架簧上质量振动加速度减小了10.5%,馈能效率增大了1.7%,优化后自适应滑模控制器能够更好地协调悬架馈能特性和减振特性;建立的非线性电磁主动悬架模型可实现不同路面等级下悬架系统安全性、舒适性和节能性的综合最优。 展开更多

关键词 汽车工程 电磁主动悬架 非线性控制模型 自适应滑模控制 馈能悬架 路面识别 多目标粒子群优化

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基于作动器非线性的主动悬架减振性能研究 被引量：2

3

作者 卢小凯 王念先 《机床与液压》 北大核心 2023年第4期42-47,共6页

针对电磁主动悬架中直线作动器非线性特性对车辆减振性能产生影响的问题,采用麦克斯韦应力张量法建立输入电流与输出电磁力的非线性解析模型。通过拟合作动器非线性力的办法将解析模型中多结构参数问题缩减到二维,再将作动器拟合模型应... 针对电磁主动悬架中直线作动器非线性特性对车辆减振性能产生影响的问题,采用麦克斯韦应力张量法建立输入电流与输出电磁力的非线性解析模型。通过拟合作动器非线性力的办法将解析模型中多结构参数问题缩减到二维,再将作动器拟合模型应用到采用LQG控制器的1/4车辆悬架模型中,研究作动器非线性对车辆减振性能的影响。结果表明:作动器的非线性使LQG控制效果变差,实际减振性能降低;作动器结构参数中极对数与初级定子长度的比值接近车辆共振频率时,减振性能最差。 展开更多

关键词 电磁主动悬架 直线作动器 作动器非线性

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摇臂推杆式电磁主动悬架的鲁棒控制与优化 被引量：5

4

作者 谷成 殷珺 陈辛波 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期34-40,共7页

针对被动悬架和半主动悬架在抑制车辆振动方面存在的不足,提出一种摇臂推杆式电磁主动悬架并试制样机,它具有结构新颖、加工容易和模块化设计等特点。对该悬架系统非线性特性进行分析,得到等效刚度和等效簧下质量等参数的摄动区间。在... 针对被动悬架和半主动悬架在抑制车辆振动方面存在的不足,提出一种摇臂推杆式电磁主动悬架并试制样机,它具有结构新颖、加工容易和模块化设计等特点。对该悬架系统非线性特性进行分析,得到等效刚度和等效簧下质量等参数的摄动区间。在保证系统鲁棒稳定性的前提下,以车身加速度、悬架动行程、轮胎动位移和主动力最小作为优化目标,设计鲁棒H∞控制器。为降低控制器保守性,将车身质量参数摄动范围分段,优化设计自适应鲁棒H∞控制器,通过静态查表方式离线控制,保证实时性,且无需切换控制器,避免对乘员产生的冲击感。 展开更多

关键词 电磁主动悬架 摇臂推杆 自适应鲁棒H∞控制 优化

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基于鲁棒控制的电磁主动悬架整车平顺性分析 被引量：1

5

作者 孙凤 赵杰 +3 位作者 周冉 汪思卓 徐方超 金俊杰 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2023年第4期418-427,共10页

针对传统被动悬架系统无法在复杂工况时保持较好行驶平顺性的问题,为电磁主动悬架设计了鲁棒控制器.建立整车七自由度电磁悬架动力学模型,利用鲁棒控制理论对被控输出和控制输入量进行加权处理,设计了H∞鲁棒控制器.在车速为30 km/h和60... 针对传统被动悬架系统无法在复杂工况时保持较好行驶平顺性的问题,为电磁主动悬架设计了鲁棒控制器.建立整车七自由度电磁悬架动力学模型,利用鲁棒控制理论对被控输出和控制输入量进行加权处理,设计了H∞鲁棒控制器.在车速为30 km/h和60 km/h的随机路面、20 km/h和45 km/h的正弦冲击路面时,对电磁主动悬架系统进行仿真分析.结果表明,鲁棒控制的电磁主动悬架与被动悬架相比,主要性能指标均有所改善,在随机路面下车身垂向加速度改善28.03%,说明所设计的鲁棒控制器比较合理,采用鲁棒控制的电磁主动悬架可以有效改善汽车行驶的平顺性. 展开更多

关键词 汽车平顺性 鲁棒控制 电磁主动悬架 整车模型 加权函数 随机路面 正弦冲击 仿真分析

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电磁主动悬架控制策略设计与试验研究 被引量：3

6

作者 庞敬礼 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第11期142-145,148,共5页

为了满足车辆行驶过程的不同动力学性能要求,研究了混合控制策略对线性电机式电磁主动悬架控制效果的影响。首先,构建了线性电机模型以及电磁主动悬架动力学模型;然后,采用粒子群优化算法对混合控制策略的控制参数进行寻优,并设计了基于... 为了满足车辆行驶过程的不同动力学性能要求,研究了混合控制策略对线性电机式电磁主动悬架控制效果的影响。首先,构建了线性电机模型以及电磁主动悬架动力学模型;然后,采用粒子群优化算法对混合控制策略的控制参数进行寻优,并设计了基于Kalman滤波算法的状态观测器,对系统状态进行最优估计,以解决实际过程中测量噪声对控制效果的影响;随后进行了仿真分析,结果表明:相比被动悬架,采用混合控制策略的电磁主动悬架车身加速度均方根值减小了13.96%,悬架动挠度均方根值减小了28.57%,车轮动载荷均方根值减小了8.59%,说明混合控制策略可有效提高车辆的动力学性能;最后,进行了台架试验,试验结果与仿真结果较为一致,验证了仿真结果的正确性。 展开更多

关键词 电磁主动悬架 线性电机 混合控制策略 Kalmam滤波器 仿真分析 试验验证

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基于作动器非线性特性的电磁主动悬架混合控制 被引量：2

7

作者 胡一明 李以农 郑玲 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期134-142,共9页

针对电磁主动悬架直线作动器的非线性特性对控制系统性能的影响问题,基于磁场谐波理论建立了输入电流与电磁作动力的非线性数学模型。结合作动力输出模型与悬架系统,建立了电磁主动悬架非线性动力学模型,分析作动器非线性特性对主动悬... 针对电磁主动悬架直线作动器的非线性特性对控制系统性能的影响问题,基于磁场谐波理论建立了输入电流与电磁作动力的非线性数学模型。结合作动力输出模型与悬架系统,建立了电磁主动悬架非线性动力学模型,分析作动器非线性特性对主动悬架性能的影响。为了消除影响,设计了基于滤波递归最小二乘法(FxRLS)自适应滤波补偿的多目标粒子群H_(2)/H_(∞)鲁棒混合控制器。仿真结果表明,混合控制器能将控制力约束在非饱和区间内并能对控制力的波动进行有效的补偿,提高了车辆动力学性能及主动悬架的控制效率,显著地消除了作动器非线性特性对主动悬架的影响。 展开更多

关键词 电磁主动悬架 非线性特性 自适应滤波器 多目标粒子群优化H_(2)/H_(∞)控制

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基于负载电阻可调的电磁主动悬架减振研究 被引量：3

8

作者 邓召学 刘天琴 李旭 《汽车工程师》 2020年第10期46-51,共6页

为提高轮边驱动电动汽车动力学性能和馈能特性,针对一种12槽14极的径向充磁式圆筒型馈能电磁悬架直线作动器,使用有限元分析法验证了所推导的感应电动势、电磁力解析式的正确性;并建立电动轮系统电磁主动悬架馈能模型。在考虑非线性电... 为提高轮边驱动电动汽车动力学性能和馈能特性,针对一种12槽14极的径向充磁式圆筒型馈能电磁悬架直线作动器,使用有限元分析法验证了所推导的感应电动势、电磁力解析式的正确性;并建立电动轮系统电磁主动悬架馈能模型。在考虑非线性电磁力的前提下,设计了一种基于负载可调的馈能型电磁主动悬架协同控制模式。仿真结果显示,与被动悬架相比,所提出的馈能型电磁主动悬架协同控制模式在提高轮边驱动电动汽车平顺性的同时实现能量的回收,有效地改善了汽车动力学性能。 展开更多

关键词 电磁主动悬架 直线作动器 控制仿真

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电磁主动悬架的设计及仿真研究 被引量：2

9

作者 李云超 王良曦 张玉春 《汽车科技》 2004年第3期11-15,共5页

基于电磁学原理,利用电磁铁作为主动悬架的作动器,构造出电磁作动器的一般结构。在1/4汽车悬架的基础上,建立了电磁主动悬架的非线性模型,并应用现代控制理论设计了该模型的次优控制器,对该模型进行分析、仿真。模拟结果表明,电磁悬架... 基于电磁学原理,利用电磁铁作为主动悬架的作动器,构造出电磁作动器的一般结构。在1/4汽车悬架的基础上,建立了电磁主动悬架的非线性模型,并应用现代控制理论设计了该模型的次优控制器,对该模型进行分析、仿真。模拟结果表明,电磁悬架能够实现一般主动悬架的功能,满足车辆平顺性的要求,可以适用于汽车的悬架系统。 展开更多

关键词 汽车工程 电磁主动悬架 磁悬浮技术 次优控制 非线性模型 电磁减振系统

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电磁主动悬架阻尼系数优化设计 被引量：1

10

作者 杜燕 秦洪懋 胡满江 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第4期222-225,共4页

为提高电磁主动悬架可靠性,将液压阻尼器与线性电机并联。首先建立了电磁主动悬架动力学模型;随后设计了双环控制系统,外环为LQG控制下的车辆动力学控制,内环为电流跟踪控制,并采用粒子群算法确定了不同控制目标下的加权系数;然后分别... 为提高电磁主动悬架可靠性,将液压阻尼器与线性电机并联。首先建立了电磁主动悬架动力学模型;随后设计了双环控制系统,外环为LQG控制下的车辆动力学控制,内环为电流跟踪控制,并采用粒子群算法确定了不同控制目标下的加权系数;然后分别以乘坐舒适性和行驶安全性为控制目标,研究了不同控制目标下阻尼系数对动力学性能和能耗特性的影响规律,结果表明:时域内,阻尼系数对LQG控制下的电磁主动悬架动力学性能无影响,但其能量消耗随着阻尼系数的增大先减小后增大,为此分别确定了c_s=1000Ns/m作为乘坐舒适性为控制目标下的阻尼值,c_s=2000Ns/m作为行驶安全为控制目标下的阻尼值。频域内,无论是以乘坐舒适性为控制目标,还是以行驶安全为控制目标,阻尼系数都会使得乘坐舒适性有所恶化,而行驶安全性得到改善。 展开更多

关键词 电磁主动悬架 阻尼系数 动力学性能 能耗特性 仿真分析

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基于改进天棚控制的混合电磁主动悬架节能机理与试验 被引量：3

11

作者 孟祥鹏 孙泽宇 +2 位作者 丁仁凯 汪若尘 陈龙 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2020年第6期627-633,共7页

为协调线性电磁主动悬架在提高系统动力学性能与降低系统能耗间的矛盾关系,以混合电磁主动悬架为潜在解决方案.基于改进天棚控制策略,得到了混合电磁主动悬架相较于线性电磁主动悬架能够实现节能的一般性机理.以被动悬架和线性电磁主动... 为协调线性电磁主动悬架在提高系统动力学性能与降低系统能耗间的矛盾关系,以混合电磁主动悬架为潜在解决方案.基于改进天棚控制策略,得到了混合电磁主动悬架相较于线性电磁主动悬架能够实现节能的一般性机理.以被动悬架和线性电磁主动悬架为研究对象,进行了动力学性能与节能性能的对比台架试验,结果表明:相较于被动悬架,混合电磁主动悬架在确保车轮与地面具有良好接触的前提下,车身加速度和悬架动挠度均方根值分别降低了23.35%和14.97%;相较于线性电磁主动悬架,在获得相同动力学控制效果的前提下,混合电磁主动悬架消耗的电功率降低了70.60%,验证了混合电磁主动悬架在兼顾系统动力学性能与系统能耗方面的优越性. 展开更多

关键词 混合电磁主动悬架 动力学性能 节能机理 改进天棚控制 对比台架试验

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基于臂式悬架的转向机构设计与运动学仿真

12

作者 兰兆刚 张鸿洋 吴佳俊 《科技与创新》 2020年第14期17-19,22,共4页

针对轮腿式机器人提出一种基于臂式扭转型电磁主动悬架的改进设计模型,并针对其转向能力差的问题,设计了一种转向机构。首先,提出转向机构的设计方案,分析其结构及工作原理;其次,建立转向机构传动关系和转向系统转角与转向半径关系的数... 针对轮腿式机器人提出一种基于臂式扭转型电磁主动悬架的改进设计模型,并针对其转向能力差的问题,设计了一种转向机构。首先,提出转向机构的设计方案,分析其结构及工作原理;其次,建立转向机构传动关系和转向系统转角与转向半径关系的数学模型,进行转向特性分析;最后,应用SolidWorks软件建立转向机构三维模型,并对其进行运动学仿真,通过对仿真结果分析,得到其运动特性。 展开更多

关键词 臂式扭转型电磁主动悬架 转向机构 SOLIDWORKS 运动学仿真

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汽车电磁主动悬架研究与发展趋势探析

13

作者 高艺鹏 《山东工业技术》 2019年第2期34-34,共1页

在当今汽车技术发展领域,电磁主动悬架技术占据着重要位置。因此我国的汽车生产企业与研究部门在吸取国外技术经验的基础上,开展了这一技术专项研究。此次研究的主要内容包括了电磁主动悬架技术的主要类型、技术研究中遇到的主要问题以... 在当今汽车技术发展领域,电磁主动悬架技术占据着重要位置。因此我国的汽车生产企业与研究部门在吸取国外技术经验的基础上,开展了这一技术专项研究。此次研究的主要内容包括了电磁主动悬架技术的主要类型、技术研究中遇到的主要问题以及技术发展趋势,进而为我国汽车生产技术发展提供理论支持。 展开更多

关键词 电磁主动悬架 类型 发展趋势

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电磁阀半主动悬架线性变参数μ综合鲁棒控制 被引量：1

14

作者 寇发荣 李盛霖 +1 位作者 杨旭东 邢龙龙 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期221-231,286,共12页

针对电磁阀半主动悬架系统中的非线性和不确定性问题以及多个性能目标之间的矛盾,设计了一种线性变参数(linear parameter varying,LPV)μ综合鲁棒控制器。建立电磁阀非线性阻尼力力学模型并开展台架试验验证模型的准确性,构建了七自由... 针对电磁阀半主动悬架系统中的非线性和不确定性问题以及多个性能目标之间的矛盾,设计了一种线性变参数(linear parameter varying,LPV)μ综合鲁棒控制器。建立电磁阀非线性阻尼力力学模型并开展台架试验验证模型的准确性,构建了七自由度悬架系统的非线性LPV模型;对悬架参数不确定性和系统建模误差进行分析,并考虑传感器测量噪声的影响,设计了一种基于非线性和混合不确定性的LPV-μ综合鲁棒控制器;最后进行整车电磁阀悬架系统仿真和实车试验。仿真结果表明:在随机扰动下该控制器使车身垂向加速度均方根值降低46.47%,俯仰角加速度降低46.47%,侧倾角加速度降低50.68%,具有良好的抗干扰能力和可控性。试验结果表明:LPV-μ综合控制下车身垂向加速度、俯仰角加速度和侧倾角加速度均方根值分别降低36.6%、30.14%和39.47%,并且保证悬架动挠度小于0.06 m,验证了该控制策略的有效性。 展开更多

关键词 电磁阀半主动悬架 非线性和不确定性 线性变参数系统 多目标控制 线性变参数(LPV)-μ综合

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