基于磁流变减振器不确定半车悬架模型的半主动鲁棒控制研究.pdf

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1、机械设计与制造第4期l10MachineryDesign&Manufacture2011年4月文章编号：1001—3997(2011)04一O110—03基于磁流变减振器不确定半车悬架模型的半主动鲁棒控制研究米(’合肥工业大学机械汽车学院，合肥23O009)(安徽科技学院工学院，凤阳233700)Semiactiverobustcontroldevelopmentofuncertaintyhalf-carmodeIbasedonmagnetorheologicaldamperCHENJie-ping1,2,ZHUMao-fei1,ZHUHui('TheSchoolofMech&Veh

2、icleofHefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)('theFacuhyofEngofAnhuiScienceandTechnologyUnJverslty，Fengyang2331O0，China)；【摘要l在分析半车悬架结构不确定性的基础上，建立了磁流变减振器半主动控制的半车模型，设；计了鲁净控制框图和鲁棒控制器。为了提高运行速度和便于工程实现，对所设计的高阶控制器进行了降阶；处理，并进行了被动悬架、标准鲁棒控制半主动悬架和降阶控制器半主动悬架的频域分析。结合鲁棒控刺i器和半主动控制策略，在Simulink环境下构建了完成了被

3、动悬架和降阶鲁棒控制器组成的半主动悬架时j域仿真模型，对车辆在不同等级路面、不同行驶速度情况下的舒适性进行了全面的仿真研究和分析。仿真i÷证明，所设计的鲁棒控制器和处理方法满足工程需要，相对于被动悬架车辆簧载质量垂向振动均方根值降÷；低了14．1％vX．1=，俯仰角架速度均方根值降低了31％vg上，控制效果良好，乘坐舒适性得到提高。；；关键词：磁流变减振器；悬架；半主动控制；鲁棒控制；【Abstract】Throughuncertaintyanalysisofhalf-carstructure，f胁MagnetorheologicalFluid(MRF)：weredesigned．T

4、oriseoperationrateandengineeringimplementconveniently，highordercontrollerisbeenireducedFrequencyanalysisbeendoneforpassive,andstandardrubustcontrollerandreducedcontrollers—i÷pension．Combinedwithrobustcontrollerandsemiactivecontroltactics，thetimedomainsimulationmodezwere÷；●beenbuildfortw。modelsi

5、nSire“link．Thesimulati。n&analysisisbeendonefordifferentvezocityinB&Clevel：●÷roadhcanprove,thedesignedcontrollerandmethodsCansatisfyengineeringrequiremenLComparewithpassive；suspension,thespringmossverticlvibrationaccelerationRMSofsemitivesuspensionlower14．1％，andspring：；rno~sphchangleacceleration

6、RMSreduce31％，￡controlresultiswellandridecomfortcan．improve．；?Keywords：Magnetorheological-fluiddamper；Suspension；Semitivecontrol；Robustcontrol中图分类号：TH16，U463．33+5．1。0361．3文献标识码：A1引言2数学模型及其不确定性悬架系统主要用以缓冲和吸收因路面不平而产生的激振2_1确定性磁流变半主动悬架1／2模型力，提高车辆行驶平顺性。随着人们对汽车行驶平顺性的要求也利用所研制的磁流变减振器嗒换传统的减振器，建立的1／越来越高，19

7、54年GM公司Federspiel-Labrosse在悬架设计中首2模型，如图1所示。先提出了主动悬架的思想m。这种悬架系统可以显著提高车辆的行驶安全性和乘座舒适性。但由于其制造成本太高，控制系统复杂，仍未发展到推广实际应用阶段。70年代，Crobsy和Karnoppg]等人提出了半主动悬架的概念，其控制相对简单，成本低、耗能小、可靠性高的优异品质使得它备受青睐，国内外展开了大量的研究，已经发展到多系统的集成控制研究[3-6]。磁流变液可随外加磁场强度而改