考虑输入约束的半主动悬架系统控制研究

发布时间：2020-12-30 21:09

　　随着经济的发展和科学技术的进步,汽车已经成为人们生活中不可或缺的交通工具。悬架系统作为车辆的重要总成之一,其性能的好坏会直接影响车辆的舒适性和安全性。本文针对汽车半主动悬架系统的控制方法问题进行研究,基于四分之一车辆半主动悬架系统的数学模型,考虑系统中存在的参数不确定及输入幅值约束等问题设计控制器,解决悬架系统的垂向振动控制问题。首先,针对汽车悬架系统中存在不确定参数及外部干扰的问题,基于四分之一车辆二自由度半主动悬架系统的非线性模型设计自适应滑模控制器,减小车身垂直加速度,提高车辆的乘坐舒适性。该方法采用滑模控制降低外部干扰对系统造成的影响,并使用双曲正切函数改善滑模控制带来的抖振现象。同时,采用自适应backstepping方法逼近不确定参数,提高系统的稳定性。其次,针对系统输入量存在幅值约束的问题,基于四分之一车辆半主动悬架模型,采用非线性backstepping方法设计控制器,使系统在存在输入饱和的情况下快速趋于稳定,同时有效提高悬架系统的隔振性能。在设计过程中,充分考虑悬架系统的非线性特性及控制输入的幅值约束,通过引入一个辅助系统,结合backstepping控制策略设计半主... 

【文章来源】：辽宁工业大学辽宁省

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

半主动悬架系统简化模型

虑两种路面信号作为输入，分别是凸起路面信号和弦信号，它们可以用如下方程表示：：( )00.04 1 cos8 0.5 t 0.750 otherwisety π≤ ≤= ：0y =0.06sin 6πtF = 80sin8π t1.5 ≤ t ≤1.75信号作为路面激励，主要是为了检验半主动悬架系架行程是否超过限位块的限制、振动衰减的快慢情弦路面信号作为路面激励，主要是为了检验半主动以验证设计的控制算法的有效性。及扰动信号的仿真曲线如图 2.2 所示。其中，凸起幅值为 8 厘米的单个凸块，用来模拟路面上较大的连续正弦函数，用来模拟连续的不平路面。扰动信时刻出现。

车身垂直加速度达到最大值，而后逐步衰减至 0。采用本文设计的方法，车身垂直加速度的最大值在 1.6 m/s2到 1.7 m/s2之间，在 1.5 秒时刻左右，车身垂直加速度基本衰减至零。被动悬架系统的车身垂直加速度最大值在 7 m/s2到 8 m/s2之间，而且衰减速度相比于半主动悬架系统非常缓慢。

【参考文献】：
期刊论文
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[9]汽车主动悬架的自适应Backsetpping控制[J]. 赵海英,邝钰,吴忠强.  制造业自动化. 2013(16)
[10]基于振型分解法的车辆悬架系统主动控制[J]. 胡鑫,魏新江,聂笑盈.  控制工程. 2013(01)

博士论文
[1]汽车悬架系统的主动振动控制[D]. 孙维超.哈尔滨工业大学 2013
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本文编号：2948305