基于可拓理论的汽车主动悬架系统H∞控制与优化.pdf

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1、2016年(第38卷)第11期汽车工程AutomotiveEngineering2016218基于可拓理论的汽车主动悬架系统H∞控制与优化水汪洪波，林澍，孙晓文，杨柳青，陈无畏(合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥230009)[摘要]本文中在汽车主动悬架系统H。控制的基础上，建立其H。可拓控制器，并利用Matlab／Simulink软件对被动悬架和两种不同控制下的主动悬架系统进行对比仿真。结果表明，H。可拓控制可提高H。控制的鲁棒性，改善了汽车悬架控制性能和汽车乘坐舒适性。最后，通过实时动态调整可拓控制系数，进一步提高了主动悬架的控制性能。关键词：主动悬架；H。控制；可拓控制

2、；参数摄动H。ControlandOptimizationforVehicleActiveSuspensionSystemBasedonExtensionTheoryWangHongbo，LinShu，SunXiaowen，YangLiuqing&ChenWuwei&hodofMechanicalandAutomobileEngineering，HefeiUn&ersityofTechnology，Hefei230009[Abstract]OnthebasisofvehicleactivesuspensionsystemwithH。control，aH。extensibleco

3、ntrollerisconstructedandacomparativesimulationisconductedonpassivesuspensionandactivesuspensionswithH。controllerandH。extensiblecontrollerbyusingMatlab／Simulink．TheresultsshowthatH。extensiblecontrolcanenhancetherobustnessofH。control，andSOimprovethecontrolperformanceofsuspensionandtheridecomfo

4、rtofvehicle．Final—lybydynamicallyadjustingextensiblecontrolcoefficientinrealtime，thecontrolperformanceofactivesuspensionisfurtherimproved．Keywords：activesuspension；H。control；extensiblecontrol；parameterpertubation日IJ舌近年来，由蔡文先生建立和发展的崭新理论——物元分析，引起了学术界的兴趣和重视¨J。接着，文献[2]中在物元分析的研究中，提出了一种新型智能控制——可拓控

5、制，它的基本思想是从信息转换角度去处理控制问题，即以控制输人信息的合格度(关联度)作为确定控制输出校正量的依据，从而使被控信息转换到合格范围内。之后，文献[3]中又在上述思想的启迪下，进行了进一步探索和研究，提出了一种可拓控制器的设计，探讨了特征模式划分和关联度计算等问题。悬架系统作为汽车底盘的重要组成部分，将车身和轮胎联系在一起，直接影响到汽车的平顺性和操纵稳定性。相对于被动悬架，主动悬架可通过调整控制力来改变悬架的阻尼和刚度，进而改善汽车的操纵稳定性、舒适性和安全性。如何调整主动悬架的控制力一直是研究主动悬架的关键，即主动悬架的控制策略是对其研究的重中之重。文献[4]中研究

6、了LQG作为悬架控制器的自适应控制，仿真结果表明该方法可以获得较好的控制性能，但在参数不确定和路面干扰的情况下，其系统存在一定的稳态误差。为此，如文献[5]中采用了H。和鲁棒LQR控制器使系统的稳定性得到更进一步的提升。文献[6]中研究了一种鲁棒保性能的控制方法，将车身十国家自然科学基金,(51305118)、中央高校基本科研业务费专(JZ2014HGBZ0374)和江苏省道路载运工具新技术应用重点实验室开放基金(BM20082061504)资助。原稿收到13期为2016年3月22日。汪洪波，等：基于可拓理论的汽车主动悬架系统H。控制与优化·1383·加速度作为H：的性能指标，

7、而悬架动行程和轮胎动载荷作为H。的性能指标，改善了汽车的舒适性。然而在主动悬架控制问题中，只考虑量值与量值之间的关系是远远不够的，众多相关联的微分方程下复杂的特征属性与转化关系无疑给描述主动悬架的控制特性带来了困难。可拓学的出现与发展为描述和研究智能控制提供了一种新的手段和方法。基于可拓理论的可拓控制，探讨了特征模式划分和关联度计算等实现问题，可有效地解决以上复杂的转化问题。此外，不再局限于传统的被动悬架上，刚度、阻尼等参数的优化设计，以平顺性、操纵稳定性和舒适性为优化目标，主动悬架的控制规