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基于主动悬架控制的车辆行驶平顺性研究
| 论文题名： | 基于主动悬架控制的车辆行驶平顺性研究 |
| 关键词： | 主动悬架系统;控制策略;汽车行驶;平顺性分析 |
| 摘要： | 车辆悬架系统用来提供车辆的平顺性，悬架动挠度，安全性，确保路面附着性，同时承载底盘和乘员重量。传统的车辆被动悬架由固定的弹簧和阻尼器组成，具有固定的特性，只能储存和消耗能量。而主动悬架可以持续地改变路面激励引起的车身振动能量，因此在提高车辆平顺性和操纵稳定性方面具有巨大的潜能。 主动悬架系统应用的关键问题在于控制器控制策略的设计，所以本文应用了几种不同的控制策略来提高车辆主动悬架系统的性能，比如PID控制，最优控制，模型参考自适应控制和滑模控制。其中，PID控制的优点在于计算量少，控制效果好，鲁棒性较强。最优控制是将一个指定的性能指标函数最小化，通过选择规定响应和控制力的权重系数可以得到不同的控制效果。模型参考自适应控制可以自动调节主动悬架从而使车辆的干扰和振动降低到和理想参考悬架模型一致。滑模控制则对外界的干扰和不确定性具有高度的鲁棒性。最后基于以上几种控制策略提出了一种新的控制策略-参考模型为最优控制模型的滑模变结构控制，该控制策略融合了最优控制和模型参考自适应控制的优点，可以使悬架系统的性能更加完善。 悬架系统作为一个复杂的系统是很难建立其精确模型的，由于本文研究的重点是悬架垂直方向的运动，因此选择二自由度的悬架模型作为研究对象不仅建模简单而且容易突出问题的本质。同时将积分白噪声形式的路面不平度模型引入悬架控制系统，并依据相应的控制理论设计了不同的控制器并在SIMULINK中进行了仿真验证，最后与被动悬架的性能进行了比较。 仿真结果表明四种不同形式的主动悬架与被动悬架相比，可以明显减小车身的加速度，悬架动挠度和轮胎动变形也在允许的控制范围内。而参考模型为最优模型的滑模变结构控制不仅体现了最优控制和模型参考自适应控制的优点，而且比PID控制具有更强的鲁棒性，这种新型控制策略可以为主动悬架未来的发展提供一种新的思路。 |
| 作者： | 杨军 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 杨世文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中北大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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