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车辆主动悬架最优控制及悬架实验台研究
| 论文题名： | 车辆主动悬架最优控制及悬架实验台研究 |
| 关键词： | 车辆主动悬架;最优控制;悬架实验台;虚拟仪器 |
| 摘要： | 悬架是现代汽车上的重要总成之一。它的功用是把路面作用于车轮上的各种力都传递到车架（或承载式车身）上，以保证汽车的正常行驶。除此之外，还应具有良好的减振和缓冲能力，以缓和由于路面不平传给车架或车身的冲击载荷，保护车身、乘客和货物，抑制车轮的不规则振动。由于外界干扰引起的车辆振动是影响车辆性能的重要因素。车辆振动会影响车辆的行驶平顺性和操纵稳定性及车俩零部件的疲劳寿命，因此有效控制车辆振动成为提高车辆整体性能的一项具有实际意义的迫切任务。为了提高悬架的性能，出现了主动悬架和半主动悬架。 车辆主动悬架设计的关键任务之一，就是要寻求一个能够为车辆提供良好性能的控制律。许多学者提出了各种不同的控制理论，如：天棚阻尼控制、最优控制、模糊控制及神经网络控制等。本文对这几种常见的控制算法进行了介绍并重点研究了随机线性最优控制算法。最优控制的优点在于根据系统的状态变量并通过评价指标的最小化得到一个最优的综台性控制指标，状态变量可以根据需要进行选择，对控制变量的要求可以通过加权值进行协调，这非常适合于多目标的控制，如协调动载、操纵稳定性及舒适性等。本文通过建立1/4 车辆模型，应用最优控制理论进行了车辆主动悬架的LQG(Linear Quadratic Gaussian)控制器的设计，并在Matlab/Simulink 环境中建立系统模型并进行仿真。将仿真结果与被动悬架仿真结果进行对比分析。仿真结果表明，具有LQG 控制器的主动悬架对车辆行驶平顺性和乘坐舒适性的改善有良好的效果；对操纵稳定性的提高在低频区也有较好的效果。 各种主动悬架控制算法层出不穷，但往往理论研究有余、实际验证不足。悬架实验台具有计算机仿真和道路实验不可比拟的优势，对悬架性能的检测和控制算法的实验研究意义重大。本文以虚拟仪器为平台对主动悬架实验台进行了研究。 在理论研究及仿真的基础上，对最优控制算法进行了实验研究。结果表明：最优控制算法对提高悬架性能有着明显的效果；主动悬架实验台的成功构建，为进一步的研究工作搭建了一个良好的平台。 |
| 作者： | 许昭 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 郭孔辉;宋晓琳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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