基于预测控制的汽车主动悬架与电动助力转向系统集成控制优化设计

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1、基于预测控制的汽车主动悬架与电动助力转向系统集成控制优化设计摘要本文根据车辆动力学基本原理，建立了主动悬架与电动助力转向系统的艇车模型。在整车模型基础上，应用预测控制理论，进行预测控制器的设计，实现J，汽车主动悬架与电动助力转向系统的集成控制。在汽车设计过程中，有必要同时考虑机械参数的选取和控制系统的设计，基于建立的汽车主动悬架与电动助力转向集成控制动力学模型，选用遗传算法，进行车辆集成控制优化设计。臻成控制优化仿真结果表明：主动悬架与电动助力转向系统经过集成控制与优化后，不仅能明显改善车辆行驶平j损性，提高转向轻便性，并且对由路面输入引起的振动能够进行有效抑制，使车辆的操纵

2、稳定性和乘坐舒适性均有不同程度的提高。通过对主动悬架与电动助力转向系统进行路上实车试验，验证了所设计控制器的有效性。关键词：主动悬架电动助力转向预测控制滚动优化遗传算法集成控制优化IntegratedControlandOptimizationDesignofVehicleASSandEPSBasedonModelPredictiveControlAbstractAccordingtothefundamentalprincipleofvehicledynamics，thispaperestablishedafullearmodelofActiveSuspensionSyste

3、m(ASS)andElectricPowerSteeringSystem(EPS)．Basedonthefullcarmodel，aMPC(ModelPredictiveContr01)controllerwasdesignedwithpredictivecontroltheory，andtheintegratedcontrolofActiveSuspensionSystemandElectricPowerSteeringSystemWasachieved．Itisnecessarytosimultaneouslyconsiderthechoosingofthemechani

4、calparametersandthedesignofcontrolsystemintheprocessofvehicledesign，SOthispapercarriedoutintegratedcontrolandoptimizationdesignbasedontheintegrateddynamicmodelofActiveSuspensionSystemandElectricPowerSteeringSystemwilhgeneticalgorithm．Thesimulationresultsshowthat，theintegratedcontrolledandop

5、timizedActiveSuspensionSystemandElectricPowerSteeringSystemcouldnotonlyapparentlyimproverideperformanceandvehiclehandiness，buteffectivelyreducethevibrationcausedbyroadinputsinordertogetwellvehicle111aneuverabilityandridecomfortaswell．TheeffectivenessofthecontrollerusedinActiveSuspensionSyst

6、emandElectricPowerSteeringSystemwasprovedbytheactualvehjcleroadtestKeywords：ActiveSuspensionSystemModelPredictiveControlGeneticAlgorithmElectricPowerSteeringSystemMovingHorizonOptimizationControlandOptimization罔1—1阁1—2图1。3图l一4罔1．5图2．1l封2—2罔3一I图3．2㈥3-3图3-4图3．5图3-6图3．7图3-8闭3-9隆f3一10图3．11图3—12

7、罔3—13图3．14图3—15图3。16图4—1图4．2图4-3图4-4图4．5图4-6图4．7陶4一图4．图5．图5一插图清单被动悬架·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯半主动悬架⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯主动悬架⋯⋯⋯⋯·-⋯⋯⋯⋯⋯-⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯EPS电动机助力位置布嚣型式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·电机助力转向系统结构原理图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·整车模型图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯电动助力转向模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·预测控制系统结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯MPC的控制过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯