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智能悬架模块切换及控制算法研究
| 论文题名： | 智能悬架模块切换及控制算法研究 |
| 关键词： | 汽车智能悬架;模块切换;控制器;乘坐舒适性;行车安全性 |
| 摘要： | 悬架对汽车行驶安全性和乘坐舒适性有着重要影响。其中，主动悬架存在着构型相同则控制特征必然相同的桎梏，其减振效果通常只能是综合最优；此外，当车辆行驶路况发生变化时，车主对悬架的性能需求也会随之改变，而传统主动悬架难以满足这一要求。即现存的主动悬架对多变路况的适应性较差，难以较好地改善汽车性能。因此，为满足车主在不同路况下对悬架性能的需求，改善汽车在不同道路上行驶时的性能，以及尊重车主的自主选择权，本文在馈能型主动悬架的基础上，设计了智能悬架系统。 本文的智能悬架系统，结构上包括上层的功能模块和模块切换控制器，以及底层的控制器。其中，功能模块分为馈能模块和主动控制模块，而主动控制模块又分为舒适性模块、安全性模块和综合性模块，这4个模块分别对应着A-D级路面。上层控制器采用单-双阈值的模块切换策略，根据路况匹配功能模块；底层控制器分别采用不同算法对相应的功能模块进行控制，提升车辆性能。 对于馈能模块，本文计算了车辆以不同车速在A级路面行驶的馈能功率，可得知，当汽车以10m/s、20m/s、30m/s的车速行驶时，悬架回收功率也随之增加。因此，当车主在A级路面行驶时选用馈能模块，对于馈能有一定的意义。 对于主动控制模块的三个功能模块，分别采用不同算法设计了底层控制器。其中，舒适性模块的主要目的是提升车辆在B级路面行驶时的乘坐舒适性，因此，利用BP-PID控制算法设计舒适性控制器，改善车身加速度。仿真证明，不同车速下舒适性控制器都大幅度改善了汽车平顺性，且随着车速的增加改善幅度更大；安全性模块的主要目的是改善车辆在C级路面行驶时的行车安全性，因此，利用滑模控制算法设计了安全性控制器，抑制轮胎动位移。仿真证明，安全性控制器大幅度改善了轮胎抓地力，提高了行车安全性；对于综合性模块，以改善在D级路面上行驶时汽车的乘坐舒适性和行车安全性为主要目的，利用LQG算法设计了综合性控制器。仿真证明，当车主选用该模块时，汽车综合性能有较大改善，满足了车主需求。 |
| 作者： | 赵健 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 柳江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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