如何实现在不同行驶条件下汽车两大性能的最佳协调(即乘坐舒适性和操作稳定性)是主动悬架设计的关键.在LQG控制器设计中,性能指标的加权系数决定了汽车在当前条件下的各性能间的最佳平衡.而实际中需要考虑的因素来自多个方面,如不同路面的不平度、车辆行驶速度、车载质量、甚至还可能包括不同驾驶员偏好等,因而使得控制器设计中对权重系数的选取较难处理.针对这一难题,提出了一种改进的遗传算法优化方案.根据驾驶入(或乘员)对不同方面的性能需求,建立包含不同权值系数的适应度函数,针对适应度函数设计了典型的优化模式,并通过对惩罚函数值的适当选取来实现对性能指标加权系数的优化.通过不同工况及要求下的仿真,分析了该算法的可行性和有效性.研究结果表明,所提出的权值适应度函数优化方法简单、可行、有效.所设计的改进遗传算法能够高效地优化性能指标的加权系数以实现汽车在当前条件下的不同性能的最佳平衡,从而为主动悬架LQG控制器的设计提供一个有效的方法.

作为智能汽车感知融合中的重要组成部分,图像采集信息平台的稳定性对图像采集效果至关重要.针对车载相机等灵敏元件对车载图像信息采集装置减振平台的需求,结合实际对结构体质量和动行程等条件约束,所设计的智能车图像信息采集装置减振平台通过调节模型参数以适应在低频区间的减振需求.将路面噪声通过车辆悬架的减振后的输出作为最终输入,通过对所建立的减振试验平台进行调参,研究结构参数对平台减振性能的影响,尤其是在低频区减振效果.通过调节相关系统参数能较好的抑制悬架减振后的低频振动.为了进一步优化减振系统性能且增强低频抑制效果,在Stewart平台基础上又引入惯容器元件,通过仿真分析进一步考察平台设计及优化方案.

针对主动悬架LQR控制策略中性能指标的权重系数依靠经验选取的不足,提出一种改进人工蜂群算法对LQR控制器的权重系数进行优化.对于标准人工蜂群算法存在的收敛速度慢、易陷入局部最优的缺点,在跟随蜂阶段引入三种解搜索策略,并对选择策略进行调整,从而更好地平衡所提出算法的全局搜索能力和局部搜索能力.在MATLAB/Simulink环境中建立主动悬架的1/4车辆模型并进行仿真,通过与传统LQR控制器的结果对比,证明所设计的基于改进人工蜂群算法的LQR控制器能兼顾悬架整体性能的提升,显著改善车辆的行驶平顺性和操纵稳定性.

提出了一种通过网络综合分析来系统地辨识最优惯容型减振器构型的方法.所采用的惯容器为一种两端式机械元件,其特性为所施加于两端的力与相对加速度成正比,其比例系数定义为惯容量.以悬索桥的悬索为例,建立了可表达各种不同构型的减振器-悬索系统通用模型.分析并提出了不同的量化性能指标以合理、有效地评价由阻尼器、弹簧和惯容器组成的不同构型对悬索的减振特性.考虑到对多元构型辨识的难度,采用网络综合分析方法系统地辨识最优惯容型减振器构型及其结构参数.为满足实际应用中对结构复杂性以及惯容量在物理实现中的要求,新引入了一个七元固定尺寸惯容型减振器构型,进而又提出一种简化方法,以获得结构相对简单、且惯容量小的最优构型.所提出的方法不仅可为惯容型软索减振器的构型辨识、结构设计及参数优化等提供有益参考,对其他机械系统及土木结构的振动问题也同样适用.

电磁式主动悬架兼具控制精确、系统响应快和节能高效等优点,对悬架运动的控制能力强,可以显著提升车辆的舒适性和操稳性.随着新能源汽车、电控系统以及悬架减振技术的发展,电磁式作动器在汽车悬架系统上的应用开始受到关注.文中对汽车电磁式主动悬架技术的研究和应用现状进行回顾和分析,并对其应用前景进行展望.

In order to investigate the problem of vehicle cross-over capability in some complex soft-terrain environment, a concept soft terrain vehicle with a walking mechanism by using six air-cushion-boots and a scheme of the walking mechanism is designed in this paper. First the working principal of the vehicle and the characteristics of the walking mechanism are described. Then the gait of the walking vehicle is planned, and the performances are analyzed in some typical operation conditions. Finally, the scheme of the walking mechanism is designed and investigated.

Based on a bionic concept and combing air-cushion techniques and track driving mechanisms, a novel semi-floating hybrid concept vehicle is proposed to meet the transportation requirements on soft terrain. First, the vehicle scheme and its improved duel-spring flexible suspension design are described. Then, its fuel consumption model is proposed accordingly with respect to two vehicle operating parameters. Aiming at minimizing the fuel consumption, two Genetic Algorithms (GAs) are designed and implemented. For the initial one (GA-1), despite getting an acceptable result, there still existed some problems in its optimization process. Based on an analysis of the defects of GA-1, an improved algorithm GA-2 was developed whose effectiveness and stability were embodied in the optimization process and results. The proposed design scheme and optimization approaches can provide valuable references for this new kind of vehicle with promising applications in the areas of agriculture, petroleum industry, military or scientific exploitations, etc.