基于LMI优化的车辆非平稳行驶下的主动悬架控制研究.pdf

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1、机械设计与制造第11期232MachineryDesign&Manufacture2015年11月基于LMI优化的车辆非平稳行驶下的主动悬架控制研究张丽萍(辽宁工业大学汽车与交通工程学院，辽宁锦州121001)摘要：使用有边界条件下的鲁棒H。。控制理论，并且利用线性矩阵不定式(LMI)优化技术，对行驶在非平稳状态下的半车车辆模型的主动悬架进行了控制仿真研究。提出了非平稳行驶状态下基于LMI的车辆的主动悬架的控制策略。运用仿真软件MATLAB，分别对车辆垂直方向上振动响应的频域特性、车辆模型参数的不确定性和垂直

2、振动响应时域特性等方面分析了车辆非平稳行驶时的平顺性，给出了半车车辆模型的主动悬架控制系统与被动悬架系统的仿真比较，因此证明了所研究方法的可杼f生和有效性，为车辆主动悬架系统的研究提供了有力的理论依据。关键词：控制；主动悬架；路面非平稳激励模型；线性矩阵不等式；被动悬架；平顺性中图分类号,TH16；U461．4文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)l1—0232—04StudyontheVehicleActiveSuspensionControlSystemofNon-StationaryRu

3、nningUnderRandomExcitationBasedonLMIZHANGLi—-ping(CollegeofAutomobile＆TrafficEngineering，LiaoningUniversityofTechnology，LiaoningJinzhou121001，China)Abstract：Theh~f-vehiclemodelrobustcontrolsimulationispe咖，7加dbyusingrobustcontroltheoryandlinearmatrixinequali

4、ties(LMI)techniquebasedontheconditionofnon-stationaryrunning．AcontrolmethodofactivesuspensionisputforwardthroughtheLMIoptimizationmethod．By，聊佣ofMATLABsimulationtools．theridefornon-stationaryrunningisanalyzedfirmingthefrequentcharacteristics，thetimedomaincha

5、racteristicsandtheuncertaintyofthemodelparameters．Asimulationofthismodelispresentedtocomparethesuspensionsystemofactiveandpassive．Simulationresultsshowasibilityandefectiveness．Theanalysisresultsprovidefundamentalbasisfortheresearchofactivecontrolsuspensions

6、ystern．KeyWords：Control；ActiveSuspension；Non-StationaryRunningofVehicle；LinearMatrixInequalities；PassiveSl卜spension；Ride1引言2半车车辆悬架的数学模型汽车底盘悬架作为车辆的一个重要组成部件之一，不但对众所周知车辆实际上是一个非常复杂的非线性多自由度系车辆行驶时的操纵稳定性有影响，而且也影响着车辆的平顺性。统，因此，建立与实际情况完全符合的汽车振动系统的物理模型我们知道，对车辆悬架系统设计特性

7、的要求是随着车辆各种模型也是比较困难的。半车车辆四自由度振动系统模型，不但考虑了参数及行驶工况的变化而变化的_11。车辆悬架系统参数的设计要车身的俯仰运动和垂向运动，也反映出了车辆前后悬架的垂向运求往往是矛盾的：为了提高车辆行驶的平顺性，我们希望车辆悬动，汽车的基本行驶特性在该模型上基本上能表现出来，因此采架系统的刚度越小越好，因而常常采用较软的悬架。而同时为了用半车车辆模型作为研究对象。如图1所示，其中：(b表示车辆提高车辆行驶的安全『生和方向的控制特性，则要求悬架系统的阻的车身质量重心处的俯仰角代表车身的

8、垂向位移；ms表示车尼和刚度都要比较大，则又要求在设计中应采用较硬的悬架，而辆悬挂质量；m非悬挂质表示路面的垂直方向上的位移；较硬的悬架也可以减小车轮与车身间的相对行程，具有良好的路z代表了前后悬架的悬挂质量和非悬挂质量的垂直方向上的位面附着力与支承力。由此安装车辆主动悬架系统是解决这个矛盾的一个很好的途径[2-31。移；代表车辆悬架弹簧刚度表示悬架阻尼系数；j}表示车因此，采用现代控制理论，设计具