车辆主动悬架控制策略及simulink仿真研究

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1、辽宁工业大学硕士学位论文车辆主动悬架控制策略及Simulink仿真研究专业:载运工具运用工程研究生:杨威勇指导教师:陈学文副教授辽宁工业大学汽车与交通工程学院二〇一五年三月MasterThesisStudyontheControlStrategiesandSimulationforVehicleActiveSuspensionSpeciality:VehicleOperationEngineeringCandidate:YANGWei-yongSupervisor:AssociateProfessorCH

2、ENXue-wenLiaoningUniversityofTechnologyJinzhou,121001,ChinaMarch2015摘要悬架系统作为汽车底盘的一部分，连接着车轮和车身，其性能的优劣与车辆的行驶平顺性、乘坐舒适性及操纵稳定性息息相关。现代汽车大多采用弹性元件与减振器并联组成的被动悬架，这类传统的被动悬架因其结构参数不可调，对车辆性能只能做出折衷考量，已远远不能满足平顺性的需求。主动悬架系统可根据路面波动情况，通过作动器产生时变控制力，从而衰减车身垂向、俯仰、侧倾振动，保证悬架在不同路况下

3、性能最优化，进而改善车辆性能。因此，对车辆主动悬架的研究具有重要现实意义。本文首先介绍了论文的研究背景及意义、国内外研究现状、悬架系统的概况，在此基础上提出悬架系统的评价指标；针对七自由整车模型为研究对象，提出四轮路面随机输入模型，建立了整车七自由度主动悬架简化模型，并给出了被动、主动悬架系统的动力学微分方程；通过对多种控制策略的研究，最终选取PID控制和模糊控制作为控制方法，设计了PID控制器、Fuzzy控制器。为了取得更好的控制效果，采取复合控制思想，将两种控制方式结合设计了Fuzzy-PID控制器；

4、为验证所设计的三种控制器的控制效果，在MATLAB/Simulink环境下分别建立了三种控制方式下七自由度主、被动悬架仿真模型，以四轮随机路面为模型输入，进行计算机仿真研究。结果表明：采用PID控制、模糊控制后悬架车身垂向、俯仰和侧倾振动均有明显降低，悬架行程和轮胎载荷也有不同程度改善，有效地改善了车辆的平顺性、乘坐舒适性等性能。仿真结果还表明，采用复合策略的Fuzzy-PID控制方式较单一的PID控制或模糊控制方式能够取得更好的控制效果。论文所设计的控制器，经过计算机仿真证明了有效性，可为主动悬架的设计

5、与开发提供必要的参考。关键词：主动悬架；控制策略；平顺性；Fuzzy-PID控制；仿真IAbstractThesuspensionsystemisanimportantcomponentofthecarchassisthatconnectsthewheelsandbody.Theperformanceofthesuspensionsystemiscloselyrelatedwiththeridingcomfortandhandlingstabilityofvehicle.Moderncarsaremost

6、lyusedinthepassivesuspensionsystemconsistingoftheparallelelasticelementandshockabsorber.Traditionalpassivesuspensioncannotadjustthestructuralparameters,sotheperformanceofthevehiclecanonlymakeacompromiseconsideration,cannotmeettheneedsofridingcomfort.Activ

7、esuspensionsystemcanproducecontrolbytheactuatoriftheroadsurfacehavefluctuate,therebyattenuatingbodyverticalmotion,pitchingmotionandrollingmotion,ensuringthatthesuspensionunderdifferentroadconditionstooptimizeperformance,therebyimprovingvehicleperformance.

8、Therefore,thestudyofvehicleactivesuspensionhasimportantpracticalsignificance.Thispaperintroducedtheresearchbackgroundandsignificance,researchstatusathomeandabroad,suspensionsystemoverview,basedontheseproducesevaluat