基于区域极点配置的汽车主动悬架H2H∞控制.pdfVIP

振动与冲击 OF SHOCK 第29卷第2期 JOURNALVIBRATIONAND 基于区域极点配置的汽车主动悬架日2／H。控制 孙涛，郑松林，张振东，冯金芝 (上海理工大学机械工程学院汽车工程研究所，上海200093) 摘 要：利用混合鹄／日。控制方法设计了某重载车辆悬架控制器。以此种方法设计出的控制器，通过日。控制指 标保证被控对象约束输出传递函数的无穷范数低于适当y值的同时，最小化一个给定的也性能指标函数，较好的解决了 悬架系统性能和系统鲁棒性之间的折衷优化控制问题，同时，通过将闭环极点配置在指定位置，保证了系统的动态性能， 结果显示，通过将单一范数(马或日。)控制方法改进为混合范数嗄／日。控制方法，强化了每种范数各自的优势，系统综合 性能品质得到了保证。 关键词：混合巩／H。控制；主动悬架；频率加权函数；未建模动态不确定 中图分类号：U463．33 文献标识码：A 悬架系统是路面车辆的重要的子系统之一，对改 输出分为不同的通道，利用心范数度量扰动作用下的 善车辆行驶平顺性和提高操纵稳定性起着重要的作 时域LQG性能指标，利用日。范数度量未建模动态不 用。被动悬架的工作特性无法随行驶工况的不同而动 确定性作用下的频域鲁棒性能指标，并采用基于区域 态的改变，主动悬架系统则可通过可控执行机构提供 极点配置的方法改善系统的性能，设计主动悬架输出 满足车辆行驶性能要求的力和力矩，因此，可以在较大 反馈控制器以提高系统的性能指标。 程度上提高车辆的平顺性能。围绕主动悬架系统所进 行的控制算法设计为大量的学者所研究¨。J。然而， 由于路况、工况及执行机构特性的复杂性，导致主动悬 五L 架未建模动态不确定性以及外部扰动、传感器噪声对 e 系统性能的影响难以忽略，此时，控制器的设计应该兼 岛 顾系统扰动抑制作用下的时域LQG性能指标和未建模 不确定性存在条件下的鲁棒性能指标。即控制器的设 五L 计应考虑H：范数和H。范数的协调与折衷，以平衡闭 环系统对扰动抑制性能和鲁棒稳定性的需求。 弓L 文献【4’5J，从各自不同的角度分析了H：控制对系 统鲁棒性需求上的局限性，以及在悬架控制器设计上 图1 2自由度车辆主动悬架模型 利用两种范数混合折衷设计的有效性，Jager拍1设计了 鲁棒哎控制器，陈虹1教授等人针对主动悬架系统设 计了基于混合范数性能度量的多目标输出反馈控制 Z． ‘Z． 器，以便克服单一范数度量下，日。控制保守性大，坞控 制鲁棒性不强等各自缺陷，在系统稳定性和性能上获 P． 得的良好的折衷。钟志华∞’院士等人设计了基于遗传 PJ 算法的主动悬架，并对多目标控制器的保守性进行了 只 研究。陈无畏一1教授等人针对四自由度车辆主动悬架 模型的多目标混合也／H。控制器设计进行了研究。上 述文献均对混合范数度量意义下的多目标控制器设计 给出了各自的解决方法，但是，并未给出混合范数度量 系统性能的范数折衷选取方法，以及为保证系统性能 图2阀控缸形式的电液主动执行机构 而必须的极点配置的方法，因此，本文针对这一问