汽车半主动悬架控制策略研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com万方数据汽车半主动悬架控制策略研究口薛显锋1口庞辉z1．西安西电高压电瓷有限责任公司西安7100772．西北T业大学机电学院西安710072摘要：针对汽车被动和主动控制悬架系统存在的问题，建立了半主动悬架的控制模型，提出了一种联合的天棚地棚控制策略。讨论了天棚阻尼控制的改进算法和天棚地棚联合控制的仿真结果，发现只要改变天棚地棚联合控制调节因子a值，就可以改变阻尼在簧裁质量与非簧载质量之间的分配，进而可以使簧载质量和非簧载质量都达到理想的控制效果。关键词：汽车半主动悬架控制策略仿真中图分类号：U463．8文献标识码：A文章编号：1000—4998(2011)

2、03—0055—03随着商用车的不断发展．目前汽车上普遍使用的悬架主要按线性被动悬架设计．而实际上悬架系统不同程度地呈现非线性特性．所以在传统悬架设计中应充分考虑其非线性特性。汽车半主动悬架是一种能够根据汽车每一时刻的运动状态和路面激励情况，随时调整悬架元件．使悬架永远处于最优减振状态的新型悬架系统。由于半主动悬架在控制品质上接近于主动悬架，且结构简单，无须力源，能量损耗小．因而是当前国际汽车工业、自动控制技术界研究的热门课题。本文通过对线性被动悬架的研究。提出了一种汽车主动悬架的控制策略。并通过不同的激励作为输入对所提出的控制策略进行了仿真研究．并比较其对乘坐舒适性和操纵稳定性的影响。1半

3、主动悬架的天棚地棚控制策略半主动悬架的控制算法有很多种．其中天棚阻尼控制占非常重要的位置，是主动悬架／半主动悬架的经典控制逻辑。天棚阻尼控制方法是由美国的D．Kamopp教授在1974年首次提出⋯，该方法在半主动及主动控制悬架的控制中广泛采,qq。收稿13期：2010年lO月操纵稳定性是车辆安全驾驶的关键．为了改进操纵稳定性，必须尽可能压制非簧载质量同有频率附近的“轮跳”现象。同时，非簧载质量的位移、速度和加速度的变坏可间接反应路面输入的状态。当非簧载质量振动增大时，应设置有效的阻尼减小非簧载质量的振动。基于这一想法，并利用天棚阻尼的思想，提出r地棚控制策略。地棚控制策略用微分方程描述为：％

4、乏+c(el一之)+墨(z1一z2)=0l／7"／：乏一c(毛一之)一岛(毛一乞)+‘．哪。。之．4-kz(z：一g)=0(1)即在非簧载质量上施加地棚阻尼力：，d2一cgmundZ2(2)式中：C。,und为地棚阻尼系数。与天棚阻尼相同。这也只是一个理想模型。实际使用的地棚阻尼控制半主动悬架的动力学方程为：m1J(I+c(eI一22)+kl(zl一乏)+‘=01肌2之一c(毛一之)一七．(z，一乞)+哎(z：一g)一只：0(3)式中：E={一≯鼎3结束语Ⅲ墓銎翥差冀：二篙淼型远程脑服务机器人控制膜体回收车作为核事故现场放射性沉降物清除设系统设计[J]．天津工业大学学报，2006(4)．备，

5、其控制系统是整车研制的关键技术之一，也是集自[3]卞海浪，万星新．基于ARM的绣花机控制系统设计[J]．微动化、信息化和人性化为一体的高技术产物。经过一系计算机信息，2008(23)．列的安装、试验及调试，已达到膜体回收车使用的技术[4]周立功．ARM嵌入式系统基础教育[M]．北京：北京航空航要求．操作员只需在驾驶室就能完成整个膜体的回收天大学出版社。2005．任务，效果良好。[5]葛化敏．组态软件中图形界面的设计[J]．微计算机信息，参考文献2008(24)．△[1]王天运．剥离型去污膜体力学性能分析[J]．应用基础与工(编辑丁罡)盘机械制造49卷第559期2011／3)4，I、O<>、J

6、、l，毛。．乞一．Z，J～／J～2．Z学兔兔www.xuetutu.com万方数据综合两种控制算法．提出天棚地棚阻尼联合控制。天棚地棚联合控制策略是两种控制策略的联合：天棚控制策略控制簧载质量．地棚控制策略控制非簧载质量。天棚地棚联合控制策略的控制目标是对簧载和非簧载质量都进行直接有效的控制。其模型见图1。由此。天棚地棚控制策略的可控阻尼力可表示为：五=‰la仃^，一(1一Ⅱpmdl(5)。一j三l毛(三l一三2)>o．fz2之(之一乞)<0‰。10撕一乞)<0盯8rouna210三矗一参。式中：CI[为天棚地棚联合控制调节因子。其变化范围在[0，1]之间，当a=1时，为天棚阻尼控制，当a=

7、0时，为地棚阻尼控制，也就是说改变a的值就可以改变阻尼在簧载质量与非簧载质量之间的分配；‰为天棚阻尼的开关变量；旷：，为地棚阻尼的开关变量。相应的动力学方程可以描述为：{％乏篡。!z‘2专二：等豸：k功2(z：量q芒只：0c6，I％乏一c(三。一)一七。(气一≈)+：一)一只=、。72半主动悬架的仿真研究上述提出了汽车半主动悬架的天棚地棚控制策略并建立了相应的控制模型，为了对该控制策略进行仿真研究，本节讨论当