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汽车主动悬架控制方法的仿真研究
| 论文题名： | 汽车主动悬架控制方法的仿真研究 |
| 关键词： | 汽车主动悬架;PID控制;道路条件;减振性能;仿真分析 |
| 摘要： | 基于经济性观点，被动悬架系统目前为止仍被各类中低档汽车所采用。被动悬架的主要弊端在于只能根据特定的道路条件设计其刚度和阻尼，刚度、阻尼的匹配和减振性能不能随着路面条件的变化而变化，降低了汽车在不同路面的适应性和平顺性，难以满足人们对汽车动力学性能的要求。主动悬架则可以有效避免上述弊端，通过外界能量的输入来有效控制汽车的平顺性。其主要的控制方式是通过车体的反馈信号来自动调节作用于车身的控制力，从而使汽车能够适应不同路面条件的要求，具有极强的道路适应性。近年来作为未来汽车悬架系统发展趋势的主动悬架受到了学者们的广泛关注，要充分发挥汽车主动悬架的减振性能，控制技术是关键，需要设计合适的控制策略和相应的控制器。 本文建立了四分之一车体主动悬架系统动力学模型,采用PID控制、模糊控制及基于遗传算法优化的模糊PID控制三种控制策略对汽车的振动特性进行了控制仿真研究，设计了主动悬架的PID控制器、模糊控制器和模糊PID控制器，以车身垂直振动加速度作为悬架性能的主要评价指标，在Matlab软件中构建了实现这些控制策略的Simulink仿真模型。重点研究了遗传算法相关理论，将遗传算法与模糊PID控制策略结合起来,应用于汽车主动悬架的振动控制算法设计，优化了模糊PID控制器中使用的模糊规则。通过仿真研究得到并对比分析了控制前后的车体加速度信号、悬架行程和轮胎动载特性。 研究表明，三种控制策略下的主动悬架对减小车体振动加速度信号均起到一定的作用。对比被动悬架，模糊与PID控制相融合的方法很大程度上降低了车身垂直振动的加速度。比较PID控制和模糊控制，模糊PID的控制方法在车身垂直振动加速度方面的改善效果更好，使车身的垂直振动加速度在行驶过程变化平缓，特别是基于遗传算法优化后的模糊PID控制策略的控制效果最佳，控制性能最优。 |
| 作者： | 宋玉玲 |
| 专业： | 农业推广 |
| 导师： | 张海辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西北农林科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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