汽车主动悬架的模糊控制仿真分析毕业论文

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1、毕业论文（设计）论文题目汽车主动悬架模糊控制仿真研究姓名学号院系专业指导教师职称教授中国·合肥2012/5/15摘要现代汽车除了保证其基本性能之外还致力于提高安全性与舒适性，悬架就必须进行相应的改进。该篇论文主要对用于汽车主动悬架的模糊控制器进行了研究，以阶跃函数和模拟路面时间历程为输入对汽车1/4主动悬架模型进行计算机仿真,并与被动悬架模型进行对比分析,结果表明:用该模糊控制器控制的主动悬架,汽车的舒适性和安全性都得到了明显改善,是一种较为理想的模糊控制器。用仿真分析的方法来充分说明模糊控制能够调整悬架使之适应不同的路面，以保证悬架具有最佳的平顺性和操纵稳

2、定性。另外，Matlab的模糊控制工具箱使得模糊控制易于操作，Simulink构建的系统模型不仅不需要编程，而且操作简单，可以提高工作效率。模糊控制器控制汽车主动悬架对道路的适应性也较强，是一种较为理想的模糊控制器使得我们可以也说明本次设计的仿真软件可以对汽车主动悬架系统进行有效合理的仿真计算，而且也证明了在主动悬架系统中使用模糊控制方法来实现控制过程的可行性。关键词：汽车主动悬架模糊控制器计算机仿真目录1绪论31.1悬架的概述41.2模糊控制理论的概述52汽车主动悬架的建模52.1主动悬架系统模型分类52.2两自由度I／4模型62.3系统仿真技术简介72.

3、4路面激励信号模型及悬架系统评价参数92.5小结103基于1／4汽车主动悬架系统模型的模糊控制103.1模糊控制策略简介103.2输入—输出变量模糊子集123.3模糊控制规则133.4模糊控制器143.5模糊判决164Simulink建模及分析164.1系统模型的建立164.2仿真结果及分析174.3小结195总结20参考文献20致谢22插图和附表清单表1-1汽车悬架分类6表2-1路面激励类9表3-1　控制力变化量ΔU的隶属函数参数12表3-2模糊控制规则表13图2-11/4悬架模型8图3-1模糊控制器系统方框图11图3-2二维单变量模糊控制器系统框图11图

4、3-4车身速度隶属度曲线12图3-3车身加速度隶属度曲线12图3-5模糊推理系统（FIS）编辑器14图3-6模糊规则编辑器14图3-7隶属度函数编辑器14图3-8规则观察器14图3-9规则曲面查看器14图4-1仿真模型图16图4-2被动悬架车身位移图17图4-3主动悬架车身位移图17图4-4被动悬架车身速度图17图4-5主动悬架车身速度图17图4-6被动悬架车身加速度图17图4-7主动悬架车身加速度图17图4-8被动悬架车身位移图18图4-9主动悬架车身位移图18图4-10被动悬架车身速度图18图4-11主动悬架车身速度图18图4-12被动悬架车身加速度图1

5、8图4-13主动悬架车身加速度图181引言简单说来，汽车悬挂包括弹性元件、减振器和传力装置等三部分，分别起缓冲、减振和受力传递的作用。从轿车上来讲，弹性元件多指螺旋弹簧，它只承受垂直载荷，缓和及抑制不平路面对车体的冲击，具有占用空间小、质量小、无需润滑的优点，但由于本身没有摩擦而没有减振作用。减振器又指液力减振器，其功能是为加速衰减车身的振动，它也是悬挂系统中最精密和复杂的机械件。传力装置则是指车架的上下摆臂等叉形钢架、转向节等元件，用来传递纵向力、侧向力及力矩，并保证车轮相对于车架有确定的相对运动规律。是近十几年发展起来的、由电脑控制的一种新型悬架。它汇集

6、了力学和电子学的技术知识，是一种比较复杂的高技术装置。例如装置了主动悬架的法国雪铁龙桑蒂雅，该车悬架系统的中枢是一个微电脑，悬架上的5种传感器分别向微电脑传送车速、前轮制动压力、踏动油门踏板的速度、车身垂直方向的振幅及频率、转向盘角度及转向速度等数据。电脑不断接收这些数据并与预先设定的临界值进行比较，选择相应的悬架状态。同时，微电脑独立控制每一只车轮上的执行元件，通过控制减振器内油压的变化产生抽动，从而能在任何时候、任何车轮上产生符合要求的悬架运动。因此，桑蒂雅轿车备有多种驾驶模式选择，驾车者只要扳动位于副仪表板上的“正常”或“运动”按钮，轿车就会自动设置在

7、最佳的悬架状态，以求最好的舒适性能。主动悬架具有控制车身运动的功能。当汽车制动或拐弯时的惯性引起弹簧变形时，主动悬架会产生一个与惯力相对抗的力，减少车身位置的变化。例如德国奔驰2000款Cl型跑车，当车辆拐弯时悬架传感器会立即检测出车身的倾斜和横向加速度。电脑根据传感器的信息，与预先设定的临界值进行比较计算，立即确定在什么位置上将多大的载加到悬架上，使车身的倾斜减到最小。汽车主动悬架实际上是一个动力驱动系统，它靠一定的能量向悬架部件提供动力并对能量的大小进行控制，它无固定的弹性特性和阻尼特性，弹簧和阻尼器被取代，能够根据路面的情况在车轮和车身之间主动及时的调

8、整和产生所需的悬架控制力，以抑制车身的振动，使悬架处