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基于多智能体理论的电控空气悬架协同控制研究
| 论文题名： | 基于多智能体理论的电控空气悬架协同控制研究 |
| 关键词： | 车辆电控空气悬架;协同控制;多智能体;行驶平顺性;操纵稳定性 |
| 摘要： | 空气悬架具有振动频率低、刚度可变和车身高度可调的特点，能在一定程度上提升车辆的行驶平顺性和操纵稳定性，在国内外均获得较为广泛的关注与应用。与传统的空气悬架相比，电控空气悬架(Electronically Controlled Air Suspension,ECAS)不仅能灵敏地调节车身高度，而且能与可调减振器协同控制，协调车辆行驶平顺性与操纵稳定性之间的矛盾，从而有效地提升车辆的综合性能。据此，本文基于多智能体理论，从车身高度与减振器阻尼协同的角度，构建了空气悬架多智能体协同控制系统。 首先，针对空气悬架系统的复杂非线性动力学特性，基于气体热力学和流体力学构建了空气弹簧、管路和储气罐数学模型；基于路面激励模型与空气弹簧特性试验数据，运用拉格朗日方程，构建了非独立悬架整车动力学模型；基于CAN总线通信协议，依托Arduino开源电子平台，设计了试验样车信息采集系统，实车试验验证了整车动力学模型垂向和侧倾特性的准确性。 然后，在整车模型基础上，设计了电控空气悬架多智能体架构。基于BDI(Belief,Desire,Intension,BDI)智能体模型，设计了基于模糊控制理论的车身高度控制智能体。进一步地，基于混合天地棚阻尼控制策略，设计了阻尼控制智能体。仿真结果表明，车身高度控制智能体能快速精准调节车身高度，阻尼控制智能体能制定合适的阻尼调节方案。但是在非协同情况下，二者对提升整车综合性能表现不佳。 最后，针对车身高度与减振器阻尼之间的特性耦合冲突问题引入多智能体理论，设计车高阻尼协同控制智能体。在协同控制智能体中，采用带精英策略的多目标优化算法求解平顺性—操稳性Pareto前沿，确定车高、阻尼调节方案。车身高度控制智能体和阻尼控制智能体通过调整各自下层控制器，完成协同控制智能体发布的任务。仿真表明，在多智能体协同控制智能体下，与非协同控制空气悬架车辆相比，不改变操纵稳定性的情况下，不同工况下,车辆的行驶平顺性提升了3.8%~7.9%。有效地缓解了操稳性与行驶平顺性之间的矛盾。 |
| 作者： | 陆天悦 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 李仲兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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