7自由度半主动悬架整车模型PID控制研究

1

作者 高晋 李晖 杨秀建 《计算机仿真》 2024年第12期197-201,401,共6页

建立七自由度模型并采用随机信号作为路面输入模型,采用PID控制设计PID控制器,七自由度模型对影响车辆乘坐舒适性的车身加速度,影响车辆安全性的轮胎动位移和影响悬架工作性能的悬架动行程进行优化控制,同时,还对俯仰角加速度和侧倾角... 建立七自由度模型并采用随机信号作为路面输入模型,采用PID控制设计PID控制器,七自由度模型对影响车辆乘坐舒适性的车身加速度,影响车辆安全性的轮胎动位移和影响悬架工作性能的悬架动行程进行优化控制,同时,还对俯仰角加速度和侧倾角加速度两个性能指标进行优化。仿真结果表明,采用主动PID控制后,各项性能指标被优化的程度不相同,车辆舒适度指标和安全性指标均有所改善。MATLAB功能强大,Simulink为搭建仿真模型提供了可靠的平台,通过PID Tuner整定PID参数、为仿真带来很大的方便,提高了工作效率,仿真结果可靠。 展开更多

关键词 七自由度模型 随机路面输入模型 性能指标

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基于七自由度车辆模型的稳定性仿真研究 被引量：8

2

作者 姚时音 孙仁云 《西华大学学报（自然科学版）》 CAS 2008年第2期58-60,共3页

利用Matlab软件,建立了七自由度车辆动力学仿真模型,并对其在驱动工况下前轮转角阶跃输入和前轮转角正弦输入的操纵稳定性进行了分析。仿真结果在验证了模型的有效性的同时,还证明了汽车在驱动工况下转弯能够明显增大其自身的不足转向... 利用Matlab软件,建立了七自由度车辆动力学仿真模型,并对其在驱动工况下前轮转角阶跃输入和前轮转角正弦输入的操纵稳定性进行了分析。仿真结果在验证了模型的有效性的同时,还证明了汽车在驱动工况下转弯能够明显增大其自身的不足转向趋势。 展开更多

关键词 操纵稳定性 七自由度整车模型 MATLAB仿真

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引入橡胶衬套的车辆七自由度振动模型分析 被引量：1

3

作者 刘芳 曹娇娇 +1 位作者 李广 檀润华 《制造业自动化》 CSCD 北大核心 2021年第5期49-55,共7页

基于经典七自由度振动模型,通过构建橡胶衬套力学特性的模型,建立了引入橡胶衬套静态、动态力学特性模型的七自由度振动模型,通过MATLAB建立其数学模型并进行仿真。将经典七自由度振动模型与引入橡胶衬套静态、动态力学特性模型的整车... 基于经典七自由度振动模型,通过构建橡胶衬套力学特性的模型,建立了引入橡胶衬套静态、动态力学特性模型的七自由度振动模型,通过MATLAB建立其数学模型并进行仿真。将经典七自由度振动模型与引入橡胶衬套静态、动态力学特性模型的整车振动模型对整车平顺性指标的影响进行分析,研究橡胶衬套特性与平顺性的关系。依据试验车型SUV的平顺性试验数据,对两种整车振动数学模型进行计算分析,并与试验数据作对比,验证了引入橡胶衬套静态、动态力学特性模型的整车振动模型的精确性。 展开更多

关键词 平顺性 橡胶衬套 七自由度振动模型 力学特性

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城市客车七自由度平顺性模型仿真研究 被引量：2

4

作者 蔡鸿毅 黄娟 《客车技术与研究》 2021年第2期1-4,共4页

建立某城市客车的七自由度平顺性模型,基于MATLAB/Simulink软件编写仿真程序和图形化界面,并进行仿真分析,将仿真结果与试验结果对比。

关键词 城市客车 平顺性 七自由度模型 SIMULINK仿真

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七自由度车-路耦合模型设计及试验研究 被引量：1

5

作者 苏鸣 李硕 +1 位作者 黄浩 刘依 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第4期88-91,96,共5页

针对车辆在行驶状态下车轮对路面的动载荷变化情况,根据车辆对路面的动力学响应理论建立了七自由度车-路耦合数值仿真模型。为进一步证明车辆前后车轮产生的动载荷具有相干性和规律性,搭建了车-路耦合模型试验装置并进行了相关试验研究... 针对车辆在行驶状态下车轮对路面的动载荷变化情况,根据车辆对路面的动力学响应理论建立了七自由度车-路耦合数值仿真模型。为进一步证明车辆前后车轮产生的动载荷具有相干性和规律性,搭建了车-路耦合模型试验装置并进行了相关试验研究。装置设计包括:车辆模型基于四轮七自由度车辆模型搭建;路面模型基于Kelvin地基上的Kichhoff薄板理论搭建。试验结果表明:所设计的模型试验装置能够证明车辆在不同载荷和速度下产生的动载荷具有相干性和规律性,仿真数据与试验数据幅值基本吻合,证明数值仿真方法合理,可对工程设计提供参考。 展开更多

关键词 七自由度车辆模型 车路耦合 动载荷 模型试验

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7自由度半主动悬架整车模型PID-LQR控制研究 被引量：1

6

作者 高晋 李晖 杨秀建 《车辆与动力技术》 2023年第3期1-6,23,共7页

建立七自由度模型,PID控制理论和LQR控制理论相互结合,设计了PID-LQR控制器,对车身垂直加速度、悬架动行程、轮胎动位移、俯仰角加速度和侧倾角加速度进行优化控制.利用MATLAB/Simulink搭建了仿真模型,利用遗传算法优化各项性能指标权重... 建立七自由度模型,PID控制理论和LQR控制理论相互结合,设计了PID-LQR控制器,对车身垂直加速度、悬架动行程、轮胎动位移、俯仰角加速度和侧倾角加速度进行优化控制.利用MATLAB/Simulink搭建了仿真模型,利用遗传算法优化各项性能指标权重,使用PID参数整定工具箱PID Tuner整定PID参数.为了突出PID-LQR控制的效果,加入被动悬架和采用LQR控制的半主动悬架进行对比,仿真结果表明,采用PID-LQR控制后,相比于被动悬架和采用LQR控制后的半主动悬架,PID-LQR控制方法控制效果显著,各项性能指标有不同程度优化. 展开更多

关键词 七自由度模型 随机路面输入模型 PID-LQR控制 PID Tuner 遗传算法

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基于七自由度车辆模型仿真平台的轮胎操纵稳定性仿真分析

7

作者 孙晓峰 梅光焕 +2 位作者 张凯凯 王龙庆 李慧敏 《橡胶科技》 CAS 2023年第12期582-588,共7页

利用基于MATLAB SIMULINK的七自由度车辆模型仿真平台,以轮胎PAC2002模型为输入,进行车辆操纵稳定性仿真,并与实车测试结果对比。结果证明客观性能指标仿真结果与实车测试主观评价结果的一致性较好,基于七自由度车辆模型仿真平台可以较... 利用基于MATLAB SIMULINK的七自由度车辆模型仿真平台,以轮胎PAC2002模型为输入,进行车辆操纵稳定性仿真,并与实车测试结果对比。结果证明客观性能指标仿真结果与实车测试主观评价结果的一致性较好,基于七自由度车辆模型仿真平台可以较好地预测轮胎的转向性能,也可以在一定程度上预测操纵稳定性。 展开更多

关键词 七自由度车辆模型 仿真 轮胎 力学特性 实车测试 转向性能 操纵稳定性

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用于平顺性仿真的七自由度非线性模型 被引量：7

8

作者 汤望 海辰光 《湖南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第4期18-22,共5页

为了解决传统平顺性振动模型对悬架非线性环节描述不足的问题,开发了一个用于平顺性仿真的七自由度非线性时域模型.此模型以线性七自由度模型为基础,通过对悬架迟滞非线性和减振器非线性的准确建模,实现悬架非线性特性的准确描述.通过... 为了解决传统平顺性振动模型对悬架非线性环节描述不足的问题,开发了一个用于平顺性仿真的七自由度非线性时域模型.此模型以线性七自由度模型为基础,通过对悬架迟滞非线性和减振器非线性的准确建模,实现悬架非线性特性的准确描述.通过典型工况仿真,验证所建模型能够更为真实的描述悬架非线性环节对平顺性的恶化现象,进一步提升了平顺性模型的仿真精度.利用所建模型对影响平顺性的典型因素进行仿真研究,研究结果表明可以通过降低悬架刚度、合理匹配减振器阻尼等措施来提升平顺性. 展开更多

关键词 平顺性仿真 七自由度模型 非线性特性 迟滞特性

原文传递

爆胎车辆稳定性控制的模糊PID控制研究

9

作者 李蒙恩 张彦会 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第9期120-124,共5页

为了使汽车在爆胎后能继续维持爆胎前的行驶状态,对其稳定性控制做了一些研究工作。首先,建立轮胎模型,汽车二自由度理想模型、七自由度实际模型。其次,将FPID运用在爆胎汽车的稳定性控制上,以两模型的横摆角速度偏差(E)及偏差变化率(EC... 为了使汽车在爆胎后能继续维持爆胎前的行驶状态,对其稳定性控制做了一些研究工作。首先,建立轮胎模型,汽车二自由度理想模型、七自由度实际模型。其次,将FPID运用在爆胎汽车的稳定性控制上,以两模型的横摆角速度偏差(E)及偏差变化率(EC)作为FPID控制器的输入,决策出用以维持爆胎汽车的稳定性的最优附加横摆力矩。最后对所提的FPID控制进行仿真验证。结果表明:FPID控制可以降低爆胎汽车横摆角速度的变化幅度,保证了高速行驶中爆胎车辆的稳定性。 展开更多

关键词 汽车爆胎 二自由度模型 七自由度模型 FPID控制 差动制动

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质心侧偏角相图在车辆ESC系统稳定性控制的应用 被引量：6

10

作者 刘伟 丁海涛 +1 位作者 郭孔辉 邹博维 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期42-46,共5页

通过车辆七自由度模型和Uni-tire轮胎模型,对车辆质心侧偏角相图稳定区域边界进行研究,得到边界随车速及路面摩擦因数变化的关系.建立了基于质心侧偏角相图稳定区域的车辆电子稳定性控制系统控制方法.通过与基于理想横摆角速度的控制方... 通过车辆七自由度模型和Uni-tire轮胎模型,对车辆质心侧偏角相图稳定区域边界进行研究,得到边界随车速及路面摩擦因数变化的关系.建立了基于质心侧偏角相图稳定区域的车辆电子稳定性控制系统控制方法.通过与基于理想横摆角速度的控制方法进行比较,文中确定的质心侧偏角稳定区域边界能够对车辆稳定性控制效果进行评价,也能够对车辆轨迹进行跟随. 展开更多

关键词 质心侧偏角相图 稳定性评价 电子稳定性控制 七自由度模型

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四轮转向车辆的直接横摆力矩控制研究 被引量：13

11

作者 田燃 肖本贤 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第5期175-179,184,共6页

以四轮转向汽车为研究对象,建立七自由度车辆模型、轮胎模型、理想跟踪模型;设计直接横摆力矩和四轮转向相结合的车辆稳定性控制策略。以跟踪理想的质心侧偏角和横摆角速度为控制目标,设计滑模控制器产生车辆转向所需的横摆力矩和后轮转... 以四轮转向汽车为研究对象,建立七自由度车辆模型、轮胎模型、理想跟踪模型;设计直接横摆力矩和四轮转向相结合的车辆稳定性控制策略。以跟踪理想的质心侧偏角和横摆角速度为控制目标,设计滑模控制器产生车辆转向所需的横摆力矩和后轮转角,按单侧制动的方法将产生的横摆力矩分配到车辆的四个车轮上,通过制动力矩的分配以及转向角的修正,使车辆转向行驶时的横摆角速度和质心侧偏角跟踪理想模型。针对七自由度模型,在Matlab/Simulink中与比例控制四轮转向进行阶跃输入和正弦输入两种工况下的时域仿真对比。仿真结果表明,基于直接横摆力矩和四轮转向相结合的的控制策略有效减小了质心侧偏角,横摆角速度对理想值有很好的跟踪,提高了车辆的操纵稳定性,同时验证了横摆力矩分配的有效性。 展开更多

关键词 四轮转向 七自由度模型 滑模控制 横摆力矩 操纵稳定性

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悬架系统非线性减振器阻尼值变化系数对整车振动影响的研究 被引量：8

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作者 毕凤荣 石纯放 梁永勤 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2017年第9期1421-1427,共7页

以MATLAB/SIMULINK为研究平台,搭建了包括车身垂直,俯仰和侧倾的七自由度非线性整车分析模型,讨论了汽车在随机路面谱激励下,非线性悬架系统对于整车振动的影响,并通过实车试验验证了所分析结果的正确性。论文详细分析了悬架阻尼非线性... 以MATLAB/SIMULINK为研究平台,搭建了包括车身垂直,俯仰和侧倾的七自由度非线性整车分析模型,讨论了汽车在随机路面谱激励下,非线性悬架系统对于整车振动的影响,并通过实车试验验证了所分析结果的正确性。论文详细分析了悬架阻尼非线性特性对车身总加权振动加速度均方根值的影响规律,研究结果表明:不同的复原行程阻尼值变化系数n_r和压缩行程阻尼值变化系数nc会不同程度的影响整车的振动,较小的变化系数会增大车身总加权振动加速度均方根值,而过大的变化系数对于整车平顺性并无较大改善。研究结果还表明变化系数相同的双向阻尼值变化系数n_(rc)和n_(cr)对整车振动影响很小。所开展的阻尼非线性对车身加权加速度振动响应影响的研究规律研究,考虑了对人体较为敏感的水平振动的影响,对于改善整车平顺性的悬架系统设计有一定的指导作用。 展开更多

关键词 平顺性 七自由度 模型 非线性 阻尼 变化系数

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基于Isight的电动助力转向系统集成优化 被引量：2

13

作者 曹艳玲 李鹏帅 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第5期64-67,共4页

为了兼顾整车的操纵稳定性和电动助力转向系统(EPS)参数优化的便利性,采用Isight优化软件和Simulink仿真平台对EPS进行了优化研究。建立了EPS和七自由度整车的集成动力学模型,引用总方差评价方法建立了EPS的多目标优化模型,并基于Isight... 为了兼顾整车的操纵稳定性和电动助力转向系统(EPS)参数优化的便利性,采用Isight优化软件和Simulink仿真平台对EPS进行了优化研究。建立了EPS和七自由度整车的集成动力学模型,引用总方差评价方法建立了EPS的多目标优化模型,并基于Isight和Simulink软件完成了EPS和整车模型的集成优化。结果表明,集成七自由度整车模型的EPS系统优化,使得驾驶员转向更加轻便、整车的操纵稳定性得到进一步提升,同时,基于Isight和Simulink平台的集成优化过程省去了目标函数的繁琐推导过程,也使得EPS系统参数的优化更加方便。 展开更多

关键词 操纵稳定性 优化 电动助力转向系统 ISIGHT SIMULINK 七自由度整车模型

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液压衬套力学特性对汽车传递特性的影响

14

作者 燕东旺 田国红 秦玉英 《汽车实用技术》 2021年第15期105-107,共3页

根据液压衬套能在低频率、高振幅的振动情况下提供大刚度和大阻尼这一特点,文章基于Matlab软件在经典七自由度振动模型的基础上建立了包含液压衬套力学的七自由度模型,并介绍了传递特性,最后通过对比两个模型的车身垂直加速度功率谱密... 根据液压衬套能在低频率、高振幅的振动情况下提供大刚度和大阻尼这一特点,文章基于Matlab软件在经典七自由度振动模型的基础上建立了包含液压衬套力学的七自由度模型,并介绍了传递特性,最后通过对比两个模型的车身垂直加速度功率谱密度曲线、轮胎动载荷曲线、悬架动行程曲线,验证了包含液压衬套的七自由度模型更能准确地描述汽车振动传递特性。 展开更多

关键词 液压衬套动态特性 MATLAB 七自由度模型 传递特性 平顺性

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基于预瞄信息的主动悬架最优控制 被引量：4

15

作者 王辉 高翔 陈吉 《大连交通大学学报》 CAS 2009年第2期54-57,85,共5页

在MATLAB/SIMULINK中建立了七自由度车辆主动悬架模型,以提高车辆行驶平顺性为控制目标,主动悬架作动器的输出力为控制对象,根据最优控制原理设计出了基于轴距预瞄信息的主动悬架控制策略.仿真结果表明,与无预瞄系统的控制策略相比,基... 在MATLAB/SIMULINK中建立了七自由度车辆主动悬架模型,以提高车辆行驶平顺性为控制目标,主动悬架作动器的输出力为控制对象,根据最优控制原理设计出了基于轴距预瞄信息的主动悬架控制策略.仿真结果表明,与无预瞄系统的控制策略相比,基于预瞄信息的最优控制策略能够有效地降低车身垂直振动加速度、车身侧倾角加速度和俯仰角加速度,车辆行驶平顺性明显提高. 展开更多

关键词 轴距预瞄控制 最优控制 主动悬架 MATLAB 七自由度车辆模型

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磁流变互联悬架的馈能特性及动力学性能分析 被引量：2

16

作者 利航 熊锐 +2 位作者 刘锦灿 吴坚 唐佳栋 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2021年第12期53-59,94,共8页

针对兼顾汽车行驶平顺性和馈能特性的需求,提出了一种新型磁流变互联悬架模型。先构建磁流变减振器力学与馈能的理论模型,并通过Simulink软件搭建磁流变减振器模型和磁流变互联悬架模型,分析影响馈能特性的主要参数;基于整车仿真模型,以... 针对兼顾汽车行驶平顺性和馈能特性的需求,提出了一种新型磁流变互联悬架模型。先构建磁流变减振器力学与馈能的理论模型,并通过Simulink软件搭建磁流变减振器模型和磁流变互联悬架模型,分析影响馈能特性的主要参数;基于整车仿真模型,以30 km/h车速和一段C级路面为激励输入,对磁流变互联悬架与传统液压互联悬架进行对比仿真,分析互联悬架在实际路面激励下馈能特性和汽车行驶平顺性的变化规律。结果表明:磁流变互联悬架的减振效果更好;在满足车辆行驶平顺性需求的前提下,具有有效回收互联悬架振动能量和提高抗俯仰侧倾的能力。 展开更多

关键词 磁流变互联悬架 七自由度整车模型 馈能特性 行驶平顺性

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车辆液压主动悬架防侧翻鲁棒控制研究

17

作者 李海鸽 尹明东 +1 位作者 王冀白 史远 《自动化与仪器仪表》 2025年第1期168-172,177,共6页

为了提升车辆高速避障工况行驶稳定性,防止车辆在突变大转向下发生侧翻事故,建立整车七自由度动力学模型,提出主动悬架外环防侧翻多目标控制方法,获得外环控制力反馈增益系数。并基于此期望外环控制力研究主动悬架内环自适应鲁棒控制方... 为了提升车辆高速避障工况行驶稳定性,防止车辆在突变大转向下发生侧翻事故,建立整车七自由度动力学模型,提出主动悬架外环防侧翻多目标控制方法,获得外环控制力反馈增益系数。并基于此期望外环控制力研究主动悬架内环自适应鲁棒控制方法,形成针对参数不确定性的内环鲁棒期望力跟随控制。最后采用SIMULINK^(®)及CARSIM^(®)联合仿真,构建模拟高速避障的侧翻工况以及高速大转角的鱼钩工况对所设计的防侧翻鲁棒控制进行验证,仿真结果表明,在侧翻工况下及鱼钩工况下,液压主动悬架可以将车辆侧倾角控制在1.4°及0.023°之内,侧倾角变化率控制在8°/s及0.08°/s之内,在鱼钩工况下主动悬架侧倾角较被动悬架降低70%以上,保证了不同车轮在极限工况下都可以有足够的路面支持力,提升了车辆高速避障工况下的行驶稳定性。 展开更多

关键词 液压主动悬架 七自由度模型 防侧翻 鲁棒控制

原文传递

坐姿下人体振动特性建模及实验分析 被引量：4

18

作者 刘菲菲 李建平 +2 位作者 陈国强 罗斯特 李增勇 《山东大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2012年第4期103-107,113,共6页

为客观评价垂直振动条件下人体生物力学响应,依据多体动力学原理建立了七自由度无靠背坐姿下人体振动模型。根据不同频率下人体振动实验数据,采用最小二乘参数识别法以及加权计算得到人体动力学参数,根据识别出的参数进行人体振动特性分... 为客观评价垂直振动条件下人体生物力学响应,依据多体动力学原理建立了七自由度无靠背坐姿下人体振动模型。根据不同频率下人体振动实验数据,采用最小二乘参数识别法以及加权计算得到人体动力学参数,根据识别出的参数进行人体振动特性分析,得到了特定频率下人体头部振动加速度响应特性。应用近红外光谱法无创检测脑部组织血氧参量,分析了不同频率下血氧参数变化。实验结果表明:该模型有较高的预测精度,可为动态环境下人机界面设计提供重要参考,对于客观评价人体坐姿舒适性,提高汽车人机界面设计宜人性有指导意义。 展开更多

关键词 最小二乘法 七自由度模型 系统辨识 血氧参量

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基于滤波技术的非线性Backstepping主动悬架控制 被引量：7

19

作者 周辰雨 余强 张凯 《长安大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期115-126,共12页

为了提升车辆的乘坐舒适性,降低在恶劣道路环境下悬架撞击限位块的概率,建立七自由度非线性主动悬架模型,采用滤波技术对主动悬架控制器进行优化研究。构建线性滤波Backstepping主动悬架控制器,对其进行零动态特性分析,以保证系统的稳... 为了提升车辆的乘坐舒适性,降低在恶劣道路环境下悬架撞击限位块的概率,建立七自由度非线性主动悬架模型,采用滤波技术对主动悬架控制器进行优化研究。构建线性滤波Backstepping主动悬架控制器,对其进行零动态特性分析,以保证系统的稳定性。针对此类控制器不能调节低通带宽从而无法实现根据车辆运行工况对控制目标进行调整的缺陷,构建滤波参数可调的非线性滤波控制器,通过对低通范围的自适应调节,实现对悬架动挠度及车身加速度均衡控制。通过对正弦路面和随机路面进行仿真分析,对比研究自适应滤波、线性滤波主动悬架及被动悬架加速度参数及右前车轮悬架动挠度,分析其对车辆舒适性和操纵稳定性的影响。研究结果表明:在小激励时基于线性滤波及非线性滤波的主动悬架减振效果相似,相比被动悬架可以将加速度参数降低80%以上;在大激励极限工况时,线性滤波控制器对加速度参数的改善更加显著,而非线性滤波控制器降低了悬架动挠度。对比车轮动位移参数可知,主动悬架2种滤波器皆有效降低了轮胎脱离路面的概率。基于自适应滤波的非线性Backstepping控制是提升车辆舒适性和操纵稳定性的有效方法。 展开更多

关键词 汽车工程 七自由度整车模型 主动悬架 BACKSTEPPING控制 自适应滤波

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