最优控制在主动悬架的应用.pdfVIP

第二届全国先进制造装备与机器人技术论文集 最优控制在主动悬架的应用 孙爱芹李磊王吉岱 (山东科技大学，青岛266510) 擅要：为了改善轿车主动悬絮动态性能的控制效果，应用最优控制理论以车身加速度，悬架动行程和轮胎动 位移为控制指标，对1／4车辆模型借助S1MULINK进行计算机仿真分析．仿真结果表明轿车秉坐舒适性和操 拉稳定性得到了明显的改善． 关健词：主动悬架；最优控制；车身加速度；悬架动行程；轮胎动位移 l引言 目前大多数车辆仍采用的是被动悬架。被动悬架系统通常有传统的弹簧和减震器组成， 其性能不能根据外部的信号而改变。事实上，悬架系统各性能要求相互冲突和矛盾，而车辆 又被要求在各种不同的行驶工况下工作，主动悬架可以解决这些矛盾，随机线性二次最优理 论广泛用于悬架的设计。 2系统模型的建立 对模型进行假设：受控对象是线性的(Linear)，系统的性能指标要以二次型的表达形式标 distributed)．系统的状态均为可测。以 达(Quadratie)，系统输入为高斯分布的自噪声(Gaussian l，4单轮车辆模型建立主动悬架系统的车辆动力学模型∽131如图1。根据牛顿定律，得出系统 得运动方程如下： t 1∞他辟 下身质景 Xb zbl‘q逃幢 上—一 ～；甲 一 u∥’M^ 午轮质景 Xw’轮{叫； 二w1轮建J堑 —_j zg蹄Ⅲ佩社 图1 主动悬架系统的车辆动力学模型 mb码Kt)=Ua(t)一k。Ix^(t)一x，(t)】 m。姆(t)=一Ua(t)+k。[％(t)一x，(t)卜k。Ix。(t)一Xg(t)】 采用一个滤波白噪声作为路面输入模型，其表达式为； 第二届全国先进制造装备与机器人技术论文集 (2) 雌(t)=_2矾^(t)+2，r√瓦可w(t) 式中： 』。——路面位移，m： Go——路面不平度系数，m3／cycle； U o——车辆前进速度，m／s： w——均值为零的高斯白噪声；．矗——卜截lL频率 Hz。 将系统运动方程和系统激励输入方程写成矩阵形式，即得出系统的空间状态方程 放f)(t)=AX(t)+BU(t)十FW(t)(3) o o一生 蔓 o 1 0 m inb b mh o o旦业旦 l 0 A= B= ．F= O mw letw mw mw (4) l 0 0 O 0 O O O l O 0 O 0 2石√GoUo 0 0 0 0 —2矾