汽车悬架的半主动控制系统MATLAB/SIMULNK仿真

1、内容简介

略
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2、内容说明

要：为改善汽车行驶平顺性，建立了简化的 1/4 车二自由度汽车主动悬架模型，提出了主动悬架自适应模糊 PID 控 制方法。该方法中 PID 控制器以车身垂直速度的误差为控制参量，将车身垂直速度误差及误差变化率作为模糊控制器的 输入变量，对 PID 控制器参数进行在线自调整。以 C 级路面白噪声随机信号为输入，利用 MATLAB/Simulink 对自适应模 糊 PID 控制器进行了仿真，结果表明：自适应模糊 PID 在车身垂直速度、加速度及轮胎动载荷等控制方面明显优于被动 悬架及传统 PID 控制，说明该法具有较好的控制效果和鲁棒性。

汽车悬架系统的作用是将路面作用于车轮上的力或力矩传 递给车架，衰减由于路面冲击载荷引起的振动，满足汽车行驶平 顺性和操纵稳定性的要求。然而目前汽车上普遍采用被动悬架系 统，其控制参数不可调节，因而难以满足汽车工况的复杂变化，限 制了汽车性能的大大改善。主动悬架系统能实时地调整和产生主 动控制力，结合行驶工况的变化，抑制簧载质量的位移和加速度， 使得悬架始终处于最优减振状态，改善车辆行驶平顺性。所以，研 究性能优良的主动悬架系统将是未来汽车悬架发展的主要方向。 国内外关于车辆主动悬架控制进行了大量研究[1-5]，主要是 将现代控制理论与汽车系统动力学相结合，提出了随机最优控制 理论、PID 控制、模糊控制、变结构理论、天棚阻尼控制理论及自适 应控制理论等并将其理论应用于车辆悬架系统的主被动控制当中， 取得了一定的研究成果。众所周知，车辆系统是一个具有非线性、随 机性与不确定性的复杂控制系统，用精确的数学模型难以得到令人 满意的效果[6-7]。模糊控制理论能够模仿人脑逻辑推理和决策过程， 可较好地处理语言信息和数据信息，适合于解决具有模糊性、复 杂性和不确定性因素的控制系统。因此，模糊控制、神经网络、遗 传算法等智能控制方法日显其优越性而被广泛应用[8-11]。鉴于此， 采用模糊控制技术，结合 PID 控制理论，建立简化 1/4 车二自由 度主动悬架模型，设计了主动悬架自适应模糊 PID 控制器。利用 MATLAB/Simulink 构建了仿真模块实现模型的仿真。统计了反映 悬架性能优劣的主要指标：车身垂直加速度、悬架动挠度、车轮动载 荷的变化，并与被动悬架及传统 PID 控制效果进行了比较分析。

 

 

3、仿真分析

略

K=17000;
Kt=170000;
C=1300;
m1=45;
m2=330;
A=[0 1 0 0;-K/m2 -C/m2 K/m2 C/m2;0 0 0 1;K/m1 C/m1 -(K+Kt)/m1 -C/m1];
B=[0 0;-1/m2 0;0 0;1/m1 Kt/m1];
B1=[0;0;Kt/m1;0];
C=[0 1 0 0;0 0 0 1;1 0 0 0;-K/m2 -C/m2 K/m2 C/m2];
D=[0 0;0 0;0 0;-1/m2 0];

 

4、参考论文

汽车主动悬架自适应模糊PID控制研究_陈学文 (1).pdf