详情

原文传递馈能型主动悬架控制算法研究

论文题名：	馈能型主动悬架控制算法研究
关键词：	汽车结构;馈能型主动悬架;控制算法;动力学性能
摘要：	主动悬架可以很好地适应各种不同的工况，显著提高车辆行驶平顺性和车身姿态，是车辆底盘控制的主要研究方向之一，但是高性能的控制算法运作时需要消耗大量的能量，限制了主动悬架的广泛应用。馈能悬架能够将原本传统减振器耗散掉的能量转化为电能储存并且再利用，可增加主动悬架能量供给。本文提出一种基于电磁式馈能减振器的主动悬架，既能回收振动能量，又能实现主动控制，改善车辆的动力学性能。　　通过四种方案分析，本文采用滚珠丝杠结构结合无刷直流电机构成馈能减振器，分析了其结构和工作原理。进而建立电磁式馈能悬架模型，该模型包括主动悬架模型和控制电路模型两部分，在此基础上，提出自供能效率和馈能效率作为馈能悬架馈能效果的评价指标。　　针对悬架动力学模型，分别设计了基于最优控制算法、模糊控制算法和变论域模糊控制算法的悬架控制器。在Matlab/Simulink仿真环境下建立路面输入和馈能悬架系统模型，以车身垂直加速度、悬架动行程和轮胎动位移作为评价悬架性能的指标，分析不同随机路面输入同一控制算法以及同一路面输入不同控制算法的控制效果和馈能效果。仿真结果表明，在不同路面输入下，LQG控制器的控制效果相差不大，对于模糊控制器和变论域模糊控制器来说，路面条件越差，车身加速度和轮胎动位移的控制效果越好，但是悬架动行程的控制效果会略微变差;三种控制器的馈能效果均不随路面输入的变化而变化。同一路面输入下，LQG控制器的控制效果最好，而变论域模糊控制器的控制效果优于模糊控制器;对于馈能效果而言，LQG控制器的馈能效果最好，而模糊控制的馈能效果优于变论域模糊控制。此外，为了保证执行机构实际主动输出力与理想主动控制力的一致性，分别对执行电路采用PI、PD和PID三种控制策略，以采用LQG控制器的主动悬架为例，对执行电路的控制效果进行仿真分析，结果表明，三种控制器优化效果相近。
作者：	林晨
专业：	机械工程
导师：	柳江
授予学位：	硕士
授予学位单位：	青岛理工大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文