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乘用车主动悬架系统级联式控制策略研究
| 论文题名： | 乘用车主动悬架系统级联式控制策略研究 |
| 关键词： | 主动悬架;液压作动器;级联控制策略;乘用车 |
| 摘要： | 车辆的主动悬架可以根据路面状况和车辆行驶状态自主地调节悬架作动器的主动控制力、干预悬架系统的振动过程从而提高车辆的行驶性能。根据车辆本身参数和路面输入参数实时地控制悬架系统作动器的输出力是实现主动悬架系统功能的核心与难点。当前主动悬架系统控制策略的研究成果大多将主动悬架的作动器输出力当作控制策略的输入，对控制算法进行分析与研究，而没有将作动器的非线性特性考虑在内，因此与实际主动悬架系统在模型完整性方面有一定差异；此外传统单一的控制算法不能完全满足车辆对主动悬架系统性能的需求。因此论文从建立更加完善的主动悬架模型、提出级联式控制算法出发，对主动悬架系统控制策略进行了深入研究，主要研究内容有： （1）研究分析主动悬架控制系统策略相关的论文文献和研究资料，分析目前应用于主动悬架系统的控制策略的问题与不足。 （2）根据多种控制策略相结合的级联式控制原理，提出最优控制与滑模控制的级联式主动悬架控制策略，并分析了级联式控制策略在主动悬架控制系统中应用的优势。 （3）合理地简化乘用车主动悬架模型后，建立包含主动悬架液压作动器特性的主动悬架动力学方程，并转换为状态空间方程。根据乘用车主动悬架系统状态空间方程中非线性项的特征，将系统分为内外环结构。系统的内、外环两个部分分别使用线性二次型最优控制策略和滑模控制策略控制，形成了主动悬架最优控制与滑模控制级联式控制策略，并在Simulink中搭建了道路输入模型、液压主动悬架模型和级联式控制策略模型。 （4）在论文定义的随机输入路面和简单颠簸路面上对乘用车主动悬架及其控制系统进行了仿真分析。仿真结果表明，与传统的模糊PID控制策略相比，论文提出的级联式控制策略的控制效果较好，其兼顾了主动悬架的各项性能指标，可以获得最优的控制效果。 论文以建立主动悬架系统液压作动器数学模型，提出最优控制与滑模控制的级联式控制策略并在特定路面上进行仿真验证为研究思路，详细分析主动悬架系统液压作动器的动力学特性并提出级联式控制策略。相比传统主动悬架模糊PID控制策略，最优控制与滑模控制级联控制策略有更好的控制效果，论文的研究结果对于提高乘用车主动悬架控制策略性能具有一定的实用价值。 |
| 作者： | 郭超 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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