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抑制侧倾的主动悬架控制方法研究
| 论文题名： | 抑制侧倾的主动悬架控制方法研究 |
| 关键词： | 汽车平顺性;悬架结构;反馈控制;数字技术 |
| 摘要： | 在车辆行驶过程中，路面不平引起的干扰以及转向引起的离心力矩的干扰均会导致车身侧倾，影响车辆的行驶平顺性和安全性。本文以主动悬架为执行机构，针对车辆直线行驶和转向行驶两种工况，以抑制车身侧倾运动为主要目标，分别设计主动悬架控制策略。 本研究对路面激励以及车辆主动悬架进行动力学建模和仿真分析，建立了随机路面激励模型和冲击路面激励模型。另外，针对所研究的侧倾抑制问题，忽略俯仰运动对车辆侧倾造成的微弱影响从而建立带有垂向和侧倾运动的四自由度主动悬架半车模型，并对车辆主动悬架系统性能评价指标进行阐述。在建立路面激励模型和主动悬架半车模型的基础上，对车辆直行工况下主动悬架控制方法进行了研究。首先设计了最优状态反馈控制器来改善车辆的整体性能，在控制器设计过程中，利用层次分析法求取并分析了不同加权系数对车辆性能指标的影响。仿真结果表明，最优控制能够较好地改善车辆整体性能，但是通过最优控制单独优化车辆某一性能是以牺牲其他性能的优化效果为代价的。为了弥补单一的最优控制策略的不足，本文将最优状态反馈控制与模糊控制相匹配获得最优-模糊集成控制器，通过最优状态反馈控制改善车辆整体性能的基础上，利用模糊控制对车身侧倾角进行抑制，使侧倾角变化处于较小范围。针对车辆转向工况，分析了干扰力矩、侧向加速度、前轮转向角之间的关系。考虑路面激励的情况下，设计了线性二次型输出反馈控制器。不考虑路面激励的情况下，设计了直接输出抗侧倾力矩的滑模控制器抑制转向侧倾并对该滑模控制器进行稳定性分析和仿真验证，仿真结果表明该滑模控制器能够有效抑制转向侧倾，提高车辆转向时的安全性。 |
| 作者： | 嵇俊达 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 宁永臣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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