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原文传递基于模糊理论的车辆主动悬架控制策略与仿真研究

论文题名：	基于模糊理论的车辆主动悬架控制策略与仿真研究
关键词：	模糊理论;车辆主动悬架;系统控制策略;模糊控制理论;主动悬架控制;主动悬架系统;汽车主动悬架;被动悬架;汽车行驶平顺性;操纵稳定性;模糊控制器;车身加速度;性能;系统参数;控制效果;控制仿真;控制方式;控制方法;仿真模型;设计
摘要：	悬架是汽车的一个重要部件，它对汽车的行驶平顺性和操纵稳定性有直接的影响。目前，汽车上普遍采用的是由弹性元件和减振器组成的被动悬架。被动悬架由于系统参数固定，对操纵稳定性和行驶平顺性等这些相互冲突的设计要求只能选择折衷方案，这对在多变的环境中工作的汽车来说，被动悬架难以满足期望的性能要求。主动悬架能够根据路面的情况在车轮和车身之间主动及时的调整和产生所需的悬架控制力，以抑制车身的振动，使悬架处于最优减振状态，达到同时改善汽车行驶平顺性和操纵稳定性的目的。系统控制策略的设计作为整个主动悬架控制技术的核心，对悬架特性的影响举足轻重。汽车主动悬架的控制策略很多。作为一种典型实用的控制方法，PID控制具有计算量小、便于实施等特点，本文首先采用了PID控制作为基本的控制策略；模糊控制有对系统参数的变化不敏感、可以不依靠精确的数学模型等优点，采用了模糊控制作为第二种控制策略；模糊ND控制是将模糊控制和PID控制并联来共同完成对系统的控制，这种控制方式可以消除这两种控制器各自的弊端，与单一的模糊控制或PID控制相比，具有更加稳定可靠的控制效果。运用车辆动力学理论，建立了主动悬架系统的动力学模型，同时建立出积分白噪声形式的路面输入数学和仿真模型。依据控制原理的不同分别设计了主动悬架PID控制器、基于模糊控制理论的模糊控制器及模糊PID控制器，并通过软件Matlab6.5/Simulink构建了实现这些控制策略的主动悬架控制仿真模型。运行它即可实现不同输入下主动悬架系统的控制仿真。通过对仿真结果进行分析，发现采用PID控制的主动悬架的性能要明显优于传统的被动悬架；而单纯使用模糊控制的主动悬架的整体控制效果比不上单纯的PID控制所取得的效果；模糊PID控制在车身加速度这个最重要的性能指标远远优于其它三种控制策略，而且鲁棒性也要好于其它三种控制策略。因此采用基于模糊控制理论的模糊PID控制这种新型控制策略对主动悬架进行控制较其他控制方法更合理、可行。它和PID控制相比，该控制方式对车身加速度幅值的减小力度更大，并使加速度变化相对平缓，控制性能更优。本文针对汽车悬架这种复杂系统，首次系统的提出了将模糊控制理论和PID控制策略经过有机结合后运用于主动悬架控制，并通过仿真验证了其可行性及有效性。这种新型智能控制策略为汽车主动悬架控制理论的研究提供了一条新思路。本文可以为主动悬架的实验研究以及产品开发提供理论基础和数值参考。
作者：	张慧鹏
专业：	农业机械化工程
导师：	师帅兵
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西北农林科技大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文