汽车主动悬架系统与电动助力转向的集成鲁棒控制研究

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1、汽车主动悬架系统与电动助力转向的集成鲁棒控制研究摘要本文建立七自由度全车主动悬架系统与电动助力转向系统的集成数学模型和四自由度半车主动悬架数学模型，基于鲁棒控制理论和对策论设计鲁棒控制器。首先，基于汽车四自由度半车模型设计主动悬架控制系统多目标优化控制律。采用H。范数作为鲁棒性能评价指标，H：范数作为LOG性能评价指标。设计多通道多目标优化H：／H。混合控制器，达到操纵稳定性能和行驶平顺性能的平衡。其次，基于对策论把H2／H。混合控制问题抽象为两个对局者信息不完全情况下的非零和博弈模型，在以次优范数值构造的2x2非零和博弈模型中把两类通道

2、作为参加博弈的两方，以H：和H。控制方案作为两种纯策略，基于纳什谈判解原理设计出求解H：／H。混合控制问题纳什均衡点的算法。最后，针对集成数学模型，在考虑汽车的操纵稳定性，行驶平顺性和转向轻便性与主动悬架系统和电动助力转向紧密相联的情况下，设计集成H。鲁棒控制器。MATLAB6．1进行仿真，仿真结果表明通过纳什均衡点设计出的H：／H。输出反馈控制器能够使系统在保持鲁棒稳定性的前提下获得优化的动态性能指标。在汽车主动悬架系统与电动助力转向的集成控制模型中，设计的H。鲁棒控制器使汽车在行驶过程中得到较好的行驶平顺性与操纵稳定性，并且改善汽车行

3、驶过程中灵敏性与轻便恺!。关键词：主动悬架电动助力转向纳什均衡点操纵稳定性多通道多目标控制多目标H：／H。混合行驶平顺性ResearchofSyntheticRobustControlofVehicleActiveSuspensionSystemandElectricalPowerSteeringABSTRACTIntegratedmathematicalmodelsaresetupforafullvehiclesuspensionsystemwithsevendegreesoffreedomandelectricalpowersteer

4、ing，meanwhile，mathematicalmodelsaresetupforahalfvehiclesuspensionsystemwithfourdegreesoffreedom．Robustcontrollers，basedonrobustcontroltheoryandgametheory，aredevised．Firstly，Multi·objectiveoptimalcontrollawisdevisedandappliedtotheactivesuspensionsystemof4degree·of-freedomh

5、alf-vehiclemodel．NormH。isselectedastheevaluatedindexofrobustperformance．NormH，isselectedastheevaluatedindexofLQGThemulti．channelmulti-objectivemixedH2／H。controllerisdevisedtobalancethevehiclehandlingstabilityandtheridecornfortperformance．Secondly，themixedH2，H。controlisfor

6、mulatedasagameproblemofincompleteinformation，asuboptimal2x2non—zerogamemodelisconstructed，wheretwochannelsarechoseasplayersandH2andH。controlarepurestrategies，andanalgorithmformixedH2／H。control，whichisbasedontheNash’sbargainingtheory，isderivedtoachievetheNashequilibriumpoi

7、nt．Finally，handlingstability，ridecomfortandsteeringhandinessarerelatedwithvehiclesuspensionsystemandelectricalpowersteering．H*robustcontrollerisdevisedfortheintegratedmathematicalmodels．ComputersimulationswithMatlab6．1demonstratethatH2／H。outputfeedbackcontrolleroftheactiv

8、esuspensionsystem，basedonNashequilibriumpoint，achievesagoodbalancebetweenrobuststabilityandsuspe