基于联合仿真的主动悬架自适应模煳pid控制研究

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1、基于联合仿真的主动悬架自适应模糊PID控制研究陈传灿1朱哈福2（同济大学汽车学院，上海201804）摘要：利用ADAMS建立了四分之一车辆主动悬架的机械模型，运用MATLAB设计了基于自适应模糊PID控制算法的主动悬架控制系统，通过ADAMS/Control模块与MATLAB的接口实现了基于车辆悬架多体模型的主动控制联合仿真。仿真结果表明，采用自适应模糊PID控制能取得很好的控制效果，与被动悬架相比显著地降低了车身加速度和轮胎动位移，大大提高了车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性。关键词：联合仿真；主动悬架；自适应模糊

2、PID控制StudyingofadaptivefuzzyPIDcontrolforactivesuspensionbasedonco-simulationCHENChuancan1,ZHUHafu2(SchoolofAutomobileStudies,TongjiUniversity,Shanghai201804,China)Abstract:AmechanicalmodelofquartervehicleactivesuspensionwasestablishedbyusingADAMS.Acontrolle

3、rforactivesuspensionbasedonadaptivefuzzyPIDcontrolalgorithmwasdesignedbyusingMATLAB.Finally,theactivecontrolco-simulationbasedonvehiclesuspensionmulti-bodymodelwascarriedoutthroughtheportbetweenADAMS/ControlmoduleandMATLAB.Thesimulationresultsindicatedadopti

4、ngadaptivefuzzyPIDcontrolcouldachievesatisfyingcontroleffects,comparedtopassivesuspension,itreducedthebodyaccelerationandtiredynamicdisplacementevidently,andgreatlyimprovedtheridecomfortandhandlingstabilityofthevehicle.Keywords:Co-simulation,Activesuspension

5、,AdaptivefuzzyPIDcontrol0引言悬架系统是车辆底盘的重要组成部分，它与车辆行驶的平顺性和稳定性紧密相关。传统被动悬架的阻尼和刚度系数一般按经验和优化设计方法选择，一经选定，在车辆行驶过程中就无法进行调节，当面对复杂多变的工况时，被动悬架很难兼顾平顺性和稳定性。主动悬架能主动实时地产生和调整所需悬架控制力，使悬架总是处于较佳的减振状态，可以大幅度改善车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性。近年来，随着汽车工业的飞速发展，主动悬架已越来越多的用于车辆当中，寻找一种较佳的控制策略成为了主动悬架研究的重要内

6、容和亟待解决的问题。目前对车辆主动悬架控制策略的研究大都是建立在悬架系统数学模型基础之上[1~3]，利用MATLAB软件对车辆进行仿真，得到最终减震效果。然而，精确数学模型不易建立，且由于机械设计师和控制工程师使用不同的软件对同一车辆模型进行重复建模，一旦出现问题，机械系统和控制系统都要重新设计，势必带来繁重的工作量。将ADAMS和MATIAB结合起来进行联合仿真，可以很好地解决上述问题。它能直接从ADAMS生成仿真模型导入MATLAB中进行仿真，而无需推导、列写复杂的动力学方程描述机械系统，大大简化了建模过程

7、；同时，它可以在ADAMS机械系统模型上实现复杂的控制策略，并进行交互式仿真，遇到问题，可从机械系统和控制系统协调的角度来解决。ADAMS和MATIAB联合仿真在机械系统控制策略研究方面显现出的优势不言而喻。本文采用ADAMS/View建立了四分之一汽车主动悬架的机械模型，应用MATLAB/Simulink设计主动悬架控制系统，将自适应模糊PID控制算法应用于悬架控制策略之中，利用ADAMS/Control模块与MATLAB的接口实现了基于汽车悬架多体模型的主动控制联合仿真，为车辆动力学系统的仿真提供了一种有效

8、方法。1模型的建立1.1悬架机械模型的建立主动悬架系统常见的实现形式有两种，一种为并联式，另一种为独立式。前者是将一个作动器加装到被动悬架上，能耗较小，后备工作方式为被动悬架；后者悬置质量与非悬置质量完全由作动器相连，结构简单，但能耗较大，并无后备工作方式[4]。本文的研究对象是并联式主动悬架1/4车体模型，并基于以下假设将其简化为一双质量振动系统如图1所示[5]。图1主动悬架1/4车