长波形路面下主动悬架系统模型预测控制方法及实现研究

发布时间：2021-08-01 17:10

　　车辆在高速公路上行驶速度较快,而高速公路上会存在一些高低起伏。针对车辆高速经过长波形起伏路面的具体工况,本文提出了一种主动悬架的模型预测控制方法,以及该方法在车载控制单元上的实现方法。本文首先针对高速公路长波形路面的工况,建立了1/2车辆模型,在考虑了主动悬架执行器输出约束的前提下,以车身垂向和俯仰加速度为优化目标,设计了MPC控制器,并在Simulink和高精度车辆动力学软件ve DYNA中进行了仿真,结果表明的MPC控制器可以有效抑制车身垂向和俯仰加速度,提升舒适性。在此基础上,为了减轻MPC控制器的运算负担,本文提出了MPC控制器的分布式实现方法,将高阶的1/2车辆模型系统分解为3个低阶子系统,推导了分布式MPC的优化流程,并依旧以车身垂向和俯仰加速度为优化目标,为每个悬架子系统提出了分布式MPC控制子问题。仿真结果表明,分布式MPC控制方法能够有效抑制车身垂向和俯仰运动,并缩短了原MPC控制器的运算时间。考虑到车载控制单元的运算能力较弱,本文采用了一种连续/广义最小残差法（C/G算法）来实现MPC问题在控制单元中的快速解算。本文先分析了C/G算法的原理,并在MATLAB、C语言... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3-2分布式MPC控制器的总体结构

图 3-3 前悬架子系统的内部结构2 1/2 车辆模型的 Simulink 仿真在 Simulink 环境中，分别利用分布式 MPC 控制器与原 MPC 控制器在述的工况下对 1/2 车辆模型系统进行控制，结果如下：(a) 车身垂向加速度曲线 (b) 车身俯仰加速度曲线图 3-4 Simulink 仿真的 DMPC 系统性能输出曲线

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 MATLAB 代码改写为 C 语言代码，其中初始化和控制ATLAB 代码来进行，而问题接口部分虽然与 MATLA是为了方便算法使用，避免大量修改。此外还编写了矩代码中的数组以矩阵形式进行运算，以及利用吉文除法的功能[41]，并改写了 C/G 算法的主体。 C 语言代码基础上添加了 s-function 的接口，形成了可-function，方便在 Simulink 中使用 C/G 算法。图 4-1 显nction 的 Simulink 结构。

【参考文献】：
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本文编号：3315916