基于专家系统的车辆半主动悬架模糊控制策略研究

发布时间：2020-06-04 07:10

【摘要】：悬架系统的主要功能是缓冲由路面传递给车身的冲击载荷,衰减振动,以保证车辆的操纵稳定性和乘坐舒适性。现有悬架系统中,半主动悬架的减振性能接近于主动悬架,能耗小、结构简单且成本较低,是目前研究的主要方向。为获得半主动悬架在专家模糊控制下的减振性能,本文从路面输入、评价指标、控制方式及控制效果方面进行了研究,验证了该控制策略的有效性,主要研究内容及成果如下:(1)为更全面地分析半主动悬架的减振性能,建立了白噪声随机激励和减速带凸型激励两种路面模型,并研究了车速对路面激励的影响规律;基于车辆动力学理论和现代控制理论,搭建了整车7自由度半主动悬架系统模型,根据在随机路面下仿真时悬架的输出参数,通过加权法设计了悬架的综合性能评价指标,并制定了相应的评价原则。(2)搭建了车辆独立控制和协调控制两种方式下的半主动悬架系统仿真模型,基于PID控制理论,设计了两种控制方式的PID控制器,分别对比了在C级随机路面时车辆独立控制和协调控制的悬架各项性能评价指标,结果表明,两种控制方式下的车辆行驶平顺性改善效果差别不大,但车辆协调控制对车辆乘坐舒适性和操纵稳定性较独立控制具有显著的改善。(3)基于模糊控制和专家控制理论,搭建了模糊控制和专家模糊控制两种控制策略下的半主动悬架系统仿真模型,在B级随机路面和减速带凸型路面的激励下对其进行振动性能仿真,结果表明,在两种路面下,半主动悬架系统的综合性能均明显优于被动悬架,而专家模糊控制的控制效果优于模糊控制;进一步地,利用Adams/Car和Matlab/Simulink软件建立了基于虚拟样机的专家模糊控制系统联合仿真模型,验证了专家模糊控制策略对改善半主动悬架系统减振性能的有效性。
【图文】：

悬架结构

架系统减振性能的关键方向，也可以弥补单一控制策略在相关控制性能方面的不足，以及更好满足人们对车辆高性能的要求，这对加快我国半主动悬架系统的应用具有重大意义。1.2 车辆悬架系统分类及其发展1.2.1 车辆悬架系统分类悬架系统按照其减振器阻尼和弹簧刚度是否可调分为被动悬架、主动悬架和半主动悬架三大类。被动悬架系统主要通过相对速度来控制车身和车轮的运动，以保证车辆的乘坐性能。主动悬架系统通过自身的能量产生车身与车轮之间相互运动的作动力，动态响应道路情况的变化。半主动悬架系统一般使用可调阻尼减振器来提供抑制车身振动的阻尼力，以衰减路面施加给车身的振动能量。三种悬架的结构分别如图 1（a-c）所示。

路面不平度

主动悬架系统减振性能的研究，，必须先建立相应模型。本章基于相应的国家标准和车辆动力学理论动悬系统架模型，并根据悬架系统的输出参数建立模型面上正常行驶时，人们首先感受到的不是路面的硬平整性导致的车辆颠簸以及噪声，进而影响乘坐人与工程施工、建造材料、天气等因素都有关系，因结构强度和稳定性外，还需要综合多方面的因素（值等），以体现路面的综合价值。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.33

【参考文献】