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四分之一车模型的非线性悬架随机最优控制
| 论文题名： | 四分之一车模型的非线性悬架随机最优控制 |
| 关键词： | 车模型;非线性因素;被动悬架;随机最优控制;线性化方法;悬架性能;线性阻尼;平稳响应;平稳随机响应;最优控制律;乘坐舒适性;主动悬架;主动控制;悬架系统;两自由度;单自由度;行驶;随机振动响应;随机振动控制;权系数 |
| 摘要： | 悬架系统性能的优劣直接影响车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性。传统被动悬架由于其参数固定,从而在根本上造成两者的矛盾。主动悬架能根据实时工况,产生所需的悬架控制力,使悬架处于最优的减振状态。因此,本文研究车辆悬架的随机振动控制,重点分析具有非线性阻尼及弹簧迟滞特性的1/4车非线性悬架的随机振动响应,并对其在不同工况下进行随机最优控制。 本文首先研究了单自由度悬架的平稳及非平稳响应。介绍了等效线性化方法的基本思想以及其在非线性系统中的应用。考虑轮胎与地面的接触情况,将路面随机激励视为空间白噪声的二阶滤波输出。分析了非线性因素及线性阻尼比对被动悬架在定速度行驶情况下平稳随机响应的影响,基于随机最优控制理论设计了无限时间的随机最优控制律,对主动与被动悬架的各个性能进行了分析比较。随后研究了单自由度悬架由于速度变化或激励突变导致的非平稳随机响应,分析了非线性因素及线性阻尼比对被动悬架非平稳响应的影响,设计了有限时间的随机最优控制律,并对主动、被动悬架性能进行比较。 随后,将等效线性化方法推广至两自由度悬架系统,将路面不平度视为空间白噪声的一阶滤波平稳输出。分析了权系数对定速度行驶下主动悬架性能指标的影响,从乘坐舒适性角度考虑,选择了一组合适的权系数,对主动、被动悬架性能进行了比较。研究了主动控制下定速度行驶车辆由于制动等因为匀减速至静止的非平稳响应情况,并对其进行主动控制。 最后用Monte-Carlo模拟方法对两自由度非线性悬架匀加速情况进行了数值模拟,验证等效线性化方法的可行性与精确性。 |
| 作者： | 江雄 |
| 专业： | 固体力学 |
| 导师： | 胡海岩;翁建生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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