汽车半主动悬架控制策略及联合仿真研究

来源 :长安大学 | 被引量 : 13次 | 上传用户:zhang5658
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悬架是汽车的核心部件之一,是改善整车弯道操控性能和乘坐舒适性能的关键。相比于传统悬架,半主动悬架能够通过传感器感知路面输入和车身姿态,实时地通过阻尼器连续或间断的输出阻尼力来控制汽车的振动,能够有效改善车辆的驾驶和乘坐舒适性能,具有和主动悬架相近的减振性能,且结构简单、造价低廉、能耗低。本论文以半主动悬架的1/4车模型为研究对象,深入研究了汽车半主动悬架多种控制策略,并利用ADAMS和MATLAB软件对多种控制策略下半主动悬架的性能进行联合仿真,对比分析了不同控制策略的控制效果。本论文主要研究内容包括:(1)建立了汽车动力学模型,介绍了悬架性能评价指标及虚拟样机仿真分析软件ADAMS的特点;利用ADAMS创建了汽车半主动悬架机械系统模型,并通过定义测试函数对创建的悬架模型进行了分析验证。(2)分析了汽车振动激励来源,建立了正弦输入和随机输入两种路面模型,研究了路面不平度概念及其功率谱密度;在ADAMS中构建了半主动悬架的弹簧-阻尼器模型,通过定义模型的输入、输出状态变量,创建了基于ADAMS和MATLAB的联合仿真平台。(3)介绍了PID控制基本理论,研究了利用遗传算法(GA)对半主动悬架PID控制器参数进行优化的GA-PID控制策略,对GA-PID控制器的动态性能进行了分析;对被动悬架和分别采用PID控制、GA-PID控制的半主动悬架进行联合仿真,对比分析了不同控制策略下半主动悬架的性能,结果表明相对于被动悬架和基于PID控制的半主动悬架,基于GA-PID控制的半主动悬架性能得到了比较明显的提升。(4)介绍了模糊控制基本理论,研究了用模糊控制对GA-PID控制器参数进行修正的模糊GA-PID控制策略,对模糊GA-PID控制器的动态性能进行了分析;对被动悬架和分别采用PID控制、GA-PID控制、模糊GA-PID控制的半主动悬架进行联合仿真,对比分析了不同控制策略下半主动悬架的性能,结果表明相对于GA-PID控制,模糊GA-PID控制策略能够比较明显地改善半主动悬架的性能。
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