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原文传递论汽车主动悬架的控制方法

论文题名：	论汽车主动悬架的控制方法
关键词：	汽车主动悬架;PID模糊控制;操纵稳定性;仿真分析
摘要：	自从汽车发明以来，工程师们就一直在研究如何将汽车的悬架系统设计得更好。1908年螺旋弹簧开始用于轿车，当时就曾经有两种截然不同的意见。第一种意见主张安装刚性较大的螺旋弹簧，以使车轮保持着与路面接触的倾向，提高轮胎的抓地能力。另一种意见认为应该采用较软的螺旋弹簧，提高乘坐汽车时的平稳性及舒适性。平顺性一般通过车体或车身某个部位(如车底板、驾驶员座椅处)的加速度响应来评价，操纵稳定性则可以通过车轮的动载来度量。理想的悬架应该在不同的使用条件下具有不同的弹簧刚度和减振器阻尼，既能满足平顺性要求又能满足操纵稳定性要求。本文介绍了悬架的型式，以及集中常见的主动悬架的控制方法。文章对主动悬架的各控制方法做了说明，由于单一的控制方法毕竟都有自己的局限性，本文首先采用了PID控制作为基本的控制策略；模糊控制有对系统参数的变化不敏感、可以不依靠精确的数学模型等优点，采用了模糊控制作为第二种控制策略；模糊PID控制是将模糊控制和PID控制并联来共同完成对系统的控制，这种控制方式可以消除这两种控制器各自的弊端，与单一的模糊控制或PID控制相比，具有更加稳定可靠的控制效果。运用车辆动力学理论，建立了主动悬架系统的动力学模型，同时建立出积分白噪声形式的路面输入数学和仿真模型。依据控制原理的不同分别设计了主动悬架PID控制器、基于模糊控制理论的模糊控制器及模糊PID控制器，并通过软件MatlaLb6.5/Simulink构建了实现这些控制策略的主动悬架控制仿真模型。运行它即可实现不同输入下主动悬架系统的控制仿真。通过对仿真结果进行分析，发现采用PID控制的主动悬架的性能要明显优于传统的被动悬架；而单纯使用模糊控制的主动悬架的整体控制效果比不上单纯的PID控制所取得的效果；模糊PID控制在车身加速度这个最重要的性能指标远远优于其它三种控制策略，而且鲁棒性也要好于其它三种控制策略。因此采用基于模糊控制理论的模糊PID控制这种新型控制策略对主动悬架进行控制较其他控制方法更合理、可行。它和PID控制相比，该控制方式对车身加速度幅值的减小力度更大，并使加速度变化相对平缓，控制性能更优。
作者：	陈志雄
专业：	车辆工程
导师：	钟绍华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文