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转向工况下车辆半主动悬架系统控制研究
| 论文题名： | 转向工况下车辆半主动悬架系统控制研究 |
| 关键词： | 半主动悬架;LQG控制;鲁棒性;悬架性能;操纵稳定性;系统控制 |
| 摘要： | 转向系统与悬架系统是汽车底盘中的两个关键系统。其中悬架性能的优劣直接影响着汽车乘坐舒适性和操纵稳定性的好坏，转向系统则在汽车行驶中通过转弯对悬架系统的运动产生影响。 本文从转向对悬架的影响角度出发，建立了转向工况下整车悬架动力学模型，通过仿真计算比较了前轮转角对悬架动力学的影响；在此基础上运用现代控制理论设计了半主动悬架系统控制策略。 首先考虑路面扰动输入对悬架性能指标的影响，通过建立白噪声积分路面模型，将系统的控制问题转化为线性二次型高斯控制问题，利用LDG控制理论分别对不考虑转向作用车辆模型和考虑转向影响的车辆模型设计了相应的半主动悬架控制器，通过仿真比较了转向对半主动悬架控制器设计的影响程度；结果表明基于不考虑转向作用模型设计的控制器在前轮转角产生变化时将会导致闭环控制系统不稳定；因此半主动悬架控制器的研究需要建立在悬架和转向的综合模型上。 其次从路面干扰特性和执行器件的动态不确定性出发，同时考虑人体对振动的敏感频率范围，通过选择合适的频域加权函数，将系统标称模型构造成广义模型，在此基础上基于结构奇异值理论和D-K迭代算法设计了半主动悬架μ控制器。运用MATLAB软件对所设计的控制器从时域、频域中进行了仿真和分析。结果表明，与被动悬架相比，半主动悬架系统不仅有效抑制了路面到车身的振动，同时也较好地控制了车身姿态变化，改善了汽车在非直线行驶状态下的平顺性和稳定性；带有μ控制器的半主动悬架系统对于输入端动态不确定性的鲁棒性要优于LQG控制器。 最后，完成了控制系统的软硬件设计并进行了实车道路试验。试验结果表明，本文设计的控制策略是有效的。 |
| 作者： | 张训波 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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