摘要：针对整车电磁混合悬架某一作动器发生故障,提出了一种故障诊断与容错控制方法。建立了整车7自由度模型和故障悬架模型,采用LQG控制器作为电磁混合主动悬架的常规控制器,采用未知输入观测器获取悬架的状态观测值。基于获取的悬架动挠度残差,设计了逻辑模块和稳定模块对悬架进行故障诊断。仿真分析了容错控制策略下悬架在时域和频域范围内的动态特性。结果表明:在时域和频域范围内,悬架动挠度、车身垂向加速度、俯仰角加速度、侧倾角加速度均有改善,车辆的平顺性与安全性得到提升。最后,进行了整车电磁混合悬架容错控制实车试验,试验结果表明:在容错控制下,左前悬架动挠度改善了43.736%,车身垂向加速度改善了40.325%,验证了该容错控制方法的有效性。

摘要：为了在保证减振性能的同时提高主动悬架的能量回收性能,提出一种基于电磁混合作动器的自供能式主动悬架系统,采用分层协调切换控制策略,包括上层控制器和下层控制器。在考虑电机损耗的情况下分析作动器的能量流动状态,得出自供能判据,设计下层非线性双闭环控制器通过馈能/供能电路实现对作动器的控制;根据对下层系统的分析,设计拥有主动、半主动、馈能3种模式的上层协调切换控制器。在MATLAB/Simulink环境中对控制策略有效性进行仿真验证,并分析电磁混合主动悬架性能,结果表明,所提出的悬架系统动态性能与无能量回收功能的主动悬架基本一致,且储能模块的平均功率小于0,符合自供能判据,在该控制策略下悬架系统可实现自供能。

摘要：为了解决电磁混合主动悬架在发生故障时导致的系统失稳现象,设计了一种多模式切换容错控制策略。分别建立了1/4车辆二自由度悬架模型、直线电机数学模型及电磁阀减振器多项式模型。采用未知输入观测器对悬架状态进行估计,以悬架系统簧载质量加速度为正常状态切换条件,以簧载质量加速度残差和稳定模块为故障状态切换条件,设计了一种多模式切换容错控制策略。仿真分析了多模式切换容错控制策略下悬架的动态性能,并开展台架试验。试验结果表明:在多模式切换容错控制下,簧载质量加速度均方根值相比故障状态降低31.35%;多模式切换容错控制策略可以实现悬架在正常状态与故障状态的模式切换,且悬架的动态性能得到改善。

摘要：针对直线电机主动悬架输出力相对较小而影响减振性能的问题,设计了电磁混合主动悬架结构和多模式协调切换控制策略。首先,动态调整引力常数提升引力搜索算法的全局搜索能力和局部开发能力,解决了引力搜索算法易早熟收敛、陷入局部最优的问题;其次,根据不同控制目标设立相应的适应度函数,利用改进后的引力搜索算法优化对应目标函数下线性二次型最优(linear quadratic gaussian,简称LQG)控制的加权系数;最后,分析并确定了电磁混合主动悬架在不同车速下的电磁阀最优控制电流,设计电磁混合主动悬架的电流切换控制器,仿真分析悬架的减振性能,并开展台架试验。仿真与试验结果表明:相比LQG控制,多模式协调切换控制的悬架系统低速时簧载质量加速度均方根值减小31.09%,高速时轮胎动载荷均方根值减小32.20%,中速时簧载质量加速度均方根值和轮胎动载荷均方根值分别减小25.28%和23.56%;多模式协调切换控制策略能有效提升车辆的平顺性和操纵稳定性。