建立了1/4主动悬架和EHA主动悬架系统的数学模型,分析了EHA作动器中的无刷直流电机对该系统的影响。提出了一种基于主环LQG理想力控制器和内环电机电流控制器组成的力跟踪控制策略,设计了EHA主动悬架硬件控制器,并进行了仿真和台架试验。结果表明,力跟踪控制能够使电机输出的实际主动力接近理想主动力,改善了EHA主动悬架的动态特性,验证了所设计的控制策略和硬件控制器的可行性。

在MATLAB/simulink环境中建立2自由度1/4电磁馈能式主动悬架的车辆模型,通过调节PI控制器电路的电流,来控制实际输出的主动控制力,然后利用最优控制理论对LQG控制器进行设计,并以高斯白噪声为路面输入,研究了B、C、D级路面下车辆的动力学性能,并分别计算了其馈能效率。由仿真结果可知,采用PI控制器后,电路输出的实际控制力和理想控制力分别为34.57N和34.62N,其差值为0.14%。采用LQG控制的馈能型主动悬架与传统的被动悬架相比,车身加速度、轮胎动位移和悬架动行程3项车辆的动力学指标分别下降超过了41%,22%和7.5%,由此可知,其可以有效改善车辆的形式平顺性和乘坐舒适性。由不同路面下的馈能效率均为22.14%,说明馈能效率与路面等级无关。

为了改善车辆平顺性和行驶安全性,设计了一种基于单出杆式磁流变减振器的汽车半主动悬架。在分析传统的磁流变减振器力学模型的基础上,提出了一种改进的磁流变减振器多项式模型,试制了磁流变减振器样机,进行了磁流变减振器的力学特性试验,设计了半主动悬架天棚控制器、地棚控制器和LQG控制器,进行了不同控制策略的对比仿真分析,开发了磁流变半主动悬架试验测试系统,开展了该磁流变半主动悬架的LQG控制台架试验测试。结果表明,所研制的磁流变减振器耗能效果良好,能够最大限度地发挥振动衰减功能。与被动悬架相比,在4Hz和5Hz正弦激励下磁流变半主动悬架的簧载质量加速度分别降低15.80%和23.36%,在随机路面激励下簧载质量加速度降低19.46%。

针对忽略作动器实际动作及液压系统参数造成目前的主动悬架模型精确性低的缺陷,结合液压原理,建立包含液压系统参数在内的主动悬架模型。通过分析LQG控制的原理及优点,确定车身加速度、悬架动挠度、车轮动位移的加权系数矩阵,以实现主动悬架的LQG控制。将SIMULINK仿真结果与被动悬架、主动悬架PID控制进行对比,并通过LQG控制模型及被动悬架模型,对系统进行频域分析。以LQG控制仿真试验为基础,对主动悬架耗能进行了研究。结果表明,包括液压系统参数在内的主动悬架LQG控制优化了传统主动悬架模型,车身加速度及车轮动位移参数较PID控制降低了40%以上,可提高车辆的操纵稳定性和乘坐舒适性,特别是在系统的一阶固有频率处,拥有更好的减振效果。能耗仿真计算结果表明,选用衔铁质量小、衔铁组件刚度小的比例电磁铁,可以有效降低系统耗能30%以上,...

提出了一种基于EHA的车辆馈能式半主动悬架结构，并针对车辆在振动较小的状态下电能无法得到有效回收的问题，引入了Boost升波斩压电路对馈能电压进行泵升。在AMESim软件中建立了1／4车辆EHA半主动悬架模型。同时，在MATLAB／Simulink中设计了半主动悬架LQG最优线性二次控制器以及Boost电路仿真模型。利用AMESim与MATLAB／Simulink软件，对EHA半主动悬架能量回馈特性以及车辆行驶平顺性进行了联合仿真研究。结果表明，在LQG控制下EHA半主动悬架有效地降低了车身加速度、悬架动挠度、轮胎动栽荷，从而提高了车辆的乘坐舒适性与行驶安全性；同时在Boost电路泵升作用下，馈能电压得到了有效回收。

研究了毗邻建筑在非平稳随机地震激励下的LQG控制问题.首先建立了主动液压传动装置连接的毗邻建筑在地震激励下的动力方程,然后采用复模态分析得到系统的动力特性,包括模态频率和模态阻尼比;通过引入成形滤波器来描述地震功率谱密度函数,最终利用虚拟激励法和留数定理推导出LQG控制问题的闭合解.算例结果表明:只要适当选择LQG控制器参数,LQG控制可有效地减小两栋建筑的地震响应,并且其响应达到稳态的速度比无控时要快得多.

在建立路面和1／4车辆模型的基础上，应用最优控制理论对车辆悬架进行了LQG半主动控制，将被动、半主动悬架的车身加速度、悬架动挠度及轮胎动位移指标进行了对比分析。仿真结果表明，采用LQG控制的半主动悬架对车辆行驶平顺性和乘坐舒适性具有良好的改善效果。