汽车可控悬架系统的分数阶控制策略研究

《汽车可控悬架系统的分数阶控制策略研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文汽车可控悬架系统的分数阶控制策略研究张一飞指导老师高远专业名称控制理论与控制工程学科门类工学论文提交日期2015年5月23日分类号密级公开UDC学校代码10594硕士学位论文汽车可控悬架系统的分数阶控制策略研究题目Researchonfractional-ordercontrolstrategy英文题目forcontrollablesuspensionsystem姓名张一飞专业名称控制理论与控制工程学科门类工学指导老师高远论文提交日期2015年5月23日论文答辩日期2015年5月30日答辩委员会主席李春贵论文评阅人戴喜生许勇伍锡如■■－

2、．＇’，独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下独立完成所取得的成果。陈文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表出重要贡献的个人和集体，巧已在文中Ｗ明或撰写过的作品成果。对本文的研巧做确方式标明。本人完全意巧到本声明的法律结果由本人承巧。＂－从含权－日期作者签名：ｆｅＩ巧目巧白广西科技大学硕士学位论文摘要摘要车辆悬架系统是关系汽车的乘坐舒适性和行驶安全性的重要部件。目前，普遍采用的被动悬架难以满足车辆在不同行驶工况条件下，对行驶平顺性和操纵稳定性的要求。而具有控制机构的可

3、控悬架系统能够有效解决该问题，因此，研制可控悬架系统是现代车辆悬架技术研究发展的重要趋势。控制策略是可控悬架系统研究发展的重要方面，是实现悬架系统有效控制，提高汽车行驶性能的重要保证。自上个世纪末以来，人们结合悬架系统模型，以现代控制理论和人工智能控制算法为研究发展主线，提出了大量的悬架控制方法，但这些方法大都形式单一，各有优缺点，在复杂多变的行驶工况条件下，控制效果并不理想。近十几年来，分数阶数学理论的应用研究成为热点，分数阶控制也已成为目前控制领域研究发展的新趋势；同时，不多的研究报道揭示出分数阶控制可有效提高悬架系统的控制性能，这为探索汽车可控悬

4、架系统的有效控制策略提供了一种新的思路。本论文针对汽车非线性悬架系统的控制问题，进一步研究悬架系统的分数阶控制方法。研究工作主要包括：(1)汽车非线性悬架系统的分数阶PDμ控制策略研究结合1/4车单自由度的非线性悬架系统动力学模型，采用线性系统频域设计方法和悬架系统时间乘误差平方积分(ITSE)控制性能优化方法，设计非线性悬架系统的分数阶PDμ控制器。仿真结果表明：在不同车速和等级道路行驶工况条件下，分数阶PDμ控制器因其增加了可调的微分阶次参数，具有比整数阶PD控制更好的控制性能和鲁棒性，可进一步降低悬架系统垂直振动位移、速度，以及人体敏感振动频率范

5、围的加速度，更好地提高了车辆的行驶平顺性。(2)汽车非线性悬架系统的分数阶滑模控制策略研究以二自由度非线性汽车悬架系统为实际模型，“天棚”阻尼悬架系统为参考模型，选取两者间的速度误差和位移误差构建分数阶滑模面函数，并结合Lyapunov稳定性理论推导出悬架系统的分数阶滑模控制律，其中滑模控制器参数，基于悬架系统控制性能目标函数最小原则，采用遗传算法进行寻优获得。仿真结果表明：相比传统整数阶滑模控制情形，非线性悬架系统的分数阶滑模控制策略能进一步降低车身垂直振动加速度、悬架动扰度和轮胎形变，从而提高了车辆的行驶平顺性和安全性。课题研究结果为研究制定汽车可

6、控悬架系统的有效控制策略，提供了新的、有用的控制方法参考。关键词：汽车；非线性悬架系统；分数阶；PDμ控制；滑模控制；遗传算法I广西科技大学硕士学位论文AbstractAbstractVehiclesuspensionsystemisanimportantpartthatisrelatedtoridecomfortandrunningsafety.Currently,thepassivesuspensioniswidelyusedinthevehicle,whichisdifficulttomeetrequirementofridecomfortand

7、handlingstabilityundertheconditionsofdifferentdrivingcycles.Thecontrollablesuspensionsystemwithcontrolmechanismcaneffectivelysolvetheaboveproblems.Therefore,thecontrollablesuspensionsystemistheimportanttrendforsuspensiontechnologyresearchanddevelopmentofthemodernvehicle.Controls

8、trategynotonlyisanimportantaspectinthedevelopme