基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制

目录

前言

1. 基于H2/H∞的1/4车悬架自适应鲁棒控制

2. 基于H2/H∞的1/4车悬架自适应鲁棒控制

3. 基于H2/H∞的整车车悬架自适应鲁棒控制

总结


前言

前面的文章介绍了H2/H∞的1/4车、半车和整车悬架仿真分析:

1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞控制仿真合集_Mr. 邹的博客-CSDN博客

但是H2/H∞从大类上分为最优解和次优解两种,其本质都是要找H2和H∞范数(也就是我们常说的性能指标大小)直接的关系,因为这两者有点类似“竞争”关系,所以需要选取一个既能够最小化人为定义的悬架性能指标RMS值,又能在约束条件内,本质就是调节r1和r2的参数,但是有些复杂些的H2/H∞还有其他参数需要整定。本篇文章以一个调节参数的H2/H∞为例进行仿真分析:

这里由于时间关系,只迭代寻优10次,由于种群数量/粒子数较大,所以其实迭代寻优10次基本上能够收敛。

1. 基于H2/H∞的1/4车悬架自适应鲁棒控制

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第1张图片

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第2张图片

  为了验证优化的有效性,之和拿上篇人为调参的仿真结果与基于GA的仿真结果进行对比:

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第3张图片

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第4张图片

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第5张图片

小结:

①经过智能算法寻优调参的控制性能指标有较大的改善,由于悬架的几种性能指标到达一定改善程度后,便会相互制约,即虽然轮胎动变形略有恶化,但是也在约束的范围条件内。再一次证实了智能算法寻优调参的可靠新!

②由于时间关系这里只迭代10次,实际上后面r1的值已经寻得最优,波动已经到达小数点后四位。

2. 基于H2/H∞的1/2车悬架自适应鲁棒控制

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第6张图片

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第7张图片

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第8张图片

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第9张图片

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第10张图片

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第11张图片

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第12张图片

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第13张图片

3. 基于H2/H∞的整车车悬架自适应鲁棒控制

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第14张图片

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第15张图片

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第16张图片

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第17张图片

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第18张图片

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第19张图片

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第20张图片

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第21张图片

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第22张图片

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基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第24张图片

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第25张图片

基于遗传算法优化的1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞鲁棒自适应控制_第26张图片

注:这里还没有收敛原因:由于普通的H2/H∞是参考文献选取,但是实际中我们比较难选取到一个这么合适的值,所以收敛速度较慢,实际上加大寻优次数,或者调整交叉变异率即可令其收敛。

总结

①本质上是迭代寻找最合适H2/H∞性能指标的组合参数;

②由于不仅需要利用工具箱求H2/H∞反馈增益阵,还需要用智能能算法迭代寻优,所以算法较复杂,联合仿真时间也是最长的;

③基于整车的H2/H∞实际放大来看还是略有改善,而且考虑到实际我们难以选取像文献中这么好的调节参数,所以效果会更好!

参考文献:

[1]赵亮,钟志华,文桂林,等. 基于遗传算法的主动悬架多目标H2/H∞鲁棒控制[J]. 中国机械工程,2008,19(18):2264-2267. DOI:10.3321/j.issn:1004-132X.2008.18.029.

[2]邹洲. 基于遗传算法的主动悬架多目标H<,2>/H<,∞>鲁棒控制[D]. 湖北:武汉理工大学,2010. DOI:10.7666/d.y1680334. 

[3]赵亮. 车辆悬架系统中新减振元件设计和减振控制算法研究[D]. 湖南:湖南大学,2008. DOI:10.7666/d.y1448993.  

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