汽車主動懸掛系統的預見控制研究
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- 汽車主動懸掛系統的預見控制研究汽車主動懸掛系統的預見控制研究
谷增鋒 武連成 宋 楊 蘇 濤
(車船軍代局駐沈陽軍代室, 沈陽 110044 )
摘 要 對汽車主動懸掛預見控制技術進行了探討,建立了一個 1 /4車輛預見控制模型,通過計算機仿真,將預見控制的主動
懸掛和被動懸掛在平順行和操作穩定性方面進行了比較,結果表明了預見控制系統對懸掛系統的性能有較大的改進, 是一種
比較理想的主動懸掛的控制方法。
關鍵詞 懸掛系統 主動懸掛 預見控制 汽車
中圖法分類號 TP13 ; 文獻標志碼 B
2008年 7月 18日收到
第一作者簡介: 谷增鋒 ( 1979 ) , 男, 漢族, 陜西渭南人, 碩士生,
研究方向: 車輛試驗分析與故障診斷。
汽車懸掛系統是車架與車橋之間一切傳力連
接裝置的總稱[ 1]
。性能優越的懸掛系統, 是車輛
在不同地形條件下具有快速機動性和良好舒適性
的重要保證。傳統的地面車輛, 普遍采用被動懸
掛系統,這種懸掛系統只能被動地存儲和吸收外
界能量,不能主動適應車輛行駛狀況和外界激勵
的變化,制約了車輛性能的進一步改善。主動懸
掛系統增加了由空壓機或液壓泵構成的力發生
器[ 2]
,通過計算機根據懸掛系統的受力情況, 控制
力發生器產生相應的懸掛力, 可以得到更好的平
順性和操縱穩定性, 從而大大改善車輛的乘坐性
能和操縱性能,因而, 主動懸掛控制的研究一直是
一個非�；钴S的領域, 其理論上主要為非線性控
制、 預測控制、 魯棒控制、 自適應控制、 智能控
制等。
預見控制是根據當前的目標值、 未來干擾等
來決定當前的控制方法[ 3]
。本文主要討論了汽車
主動懸掛系統的預見控制問題, 在基于二次型最
優控制的主動懸掛控制系統上, 增加能利用汽車
未來路面信息的前饋補償器, 構成汽車主動懸掛
的預見控制系統。通過計算機仿真, 比較預見控
制的主動懸掛系統與被動懸掛系統的性能, 結果
表明了預見控制系統的優越性。
1 預見控制系統模型的建立
1 . 1 主動懸掛控制系統模型的建立
本文采用了兩自由度 1 /4車模型[ 4]
X = AX Bu Ezr ( 1)
Y= C0X ( 2)
式中: X 為狀態變量; u 為控制輸入; zr 為由不
規則的路面所引起的對系統的干擾輸入; C 0為單位
矩陣;其他各矩陣分別為:
A =
0 1 0 - 1
- as - es 0 e s
0 0 0 1
au ac - du - ac
,
B =
0
1
0
- 1
, E =
0
0
- 1
0
。
其中
as =
ks
ms
es =
bs
ms
au =
ks
mu
ac =
bs
mu
du =
kt
mu...
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