馈能悬架控制算法研究
发布时间：2023-01-06 09:48
乘坐舒适性和能量回收效率是汽车馈能悬架研究中最为重要的两个问题,馈能悬架的研究难点也在于二者之间的协调。针对上述问题,本文采用一种双层控制策略去解决,上层分别采用基于遗传算法的LQR控制算法和基于扩展LMI的鲁棒控制算法实现主动控制的数据计算,下层采用反步法实现执行机构对上层控制器输出的跟踪。为了更好地协调乘坐舒适性与能量回收的关系,提出三种优化性能方案:（1）仅考虑乘坐舒适性;（2）既考虑乘坐舒适性,也考虑影响能量回收的因素;（3）考虑乘坐舒适性、能量消耗、影响能量回收的因素。由此设计得到的控制器具有易于物理实现,兼顾乘坐舒适性与能量回收的特点,在实际应用中有着十分重要的意义。在此基础之上,考虑以下两点问题:1.悬架系统中阻尼元件及弹性元件会随着悬架使用时间的增长出现磨损老化,使悬架系统出现参数扰动问题。2.当汽车在使用过程中,由于乘坐人数的变化、车内物品的放置等因素导致汽车簧载质量产生突变的问题。为了解决此类问题,本文采用多胞线性变参数变增益（LPV）H∞/广义H2输出反馈控制算法来设计控制器以达到主动控制的要求。通过Matlab仿真分析...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 馈能减震器
1.2.2 主动悬架控制算法
1.3 主要研究内容
第2章 悬架系统模型
2.1 路面模型建立
2.1.1 随机路面模型
2.1.2 确定性坑包路面模型
2.2 馈能悬架系统模型
2.2.1 馈能减震器方案
2.2.2 馈能悬架模型建立
2.2.3 电机等效电路
2.3 馈能悬架评价指标
2.3.1 馈能原理
2.3.2 馈能效率
2.4 本章小结
第3章 LMI理论知识
3.1 线性矩阵不等式
3.1.1 标准的LMI问题
3.1.2 相关理论
3.2 本章小结
第4章 馈能悬架名义系统控制算法
4.1 控制方案
4.1.1 控制问题描述
4.1.2 控制结构
4.2 基于遗传算法的LQR控制器设计
4.2.1 遗传算法
4.2.2 LQR控制
4.2.3 基于遗传算法的LQR控制器设计
4.3 状态反馈控制器设计
4.3.1 H_∞/广义H_2状态反馈控制
4.3.2 基于扩展LMI法状态反馈控制
4.4 输出反馈控制器设计
4.4.1 H_∞/广义H_2输出反馈控制
4.4.2 基于扩展LMI法输出反馈控制
4.5 跟踪控制器设计
4.6 仿真分析
4.6.1 扩展LMI法有效性仿真分析
4.6.2 基于遗传算法的LQR控制器仿真
4.6.3 基于扩展LMI控制器仿真
4.6.4 馈能效果仿真分析
4.7 本章小结
第5章 考虑参数扰动的馈能悬架控制算法
5.1 参数扰动系统
5.2 LPV系统H_∞/广义H_2输出反馈控制
5.3 LPV馈能悬架系统仿真
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 后续工作展望
参考文献
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]馈能悬架技术研究综述[J]. 戴建国,王程,刘正凡,朱建辉,胡晓明. 科学技术与工程. 2018(30)
[2]Broadband Communications for High-Speed Trains via NDN Wireless Mesh Network[J]. Fan Wu,Wang Yang,Runtong Chen,Xinfang Xie. Tsinghua Science and Technology. 2018(04)
[3]馈能型主动悬架LQG控制研究[J]. 黎晓伟,柳江,滕杨磊,张业. 机械设计与制造. 2018(06)
[4]考虑控制时滞的主动悬架离散系统最优控制[J]. 高小林,曹青松. 噪声与振动控制. 2018(S1)
[5]基于免疫粒子群优化的主动悬架LQG控制研究[J]. 张玉分,龙金莲,李婧,卢家暄. 计算机工程与应用. 2018(06)
[6]基于改进LMI的鲁棒H∞动态输出反馈控制综合[J]. 郝峰,叶思隽,车晓涛. 弹箭与制导学报. 2017(02)
[7]基于多种群遗传算法的LQR振动主动控制研究[J]. 宋雪健,郑宾,陈晔,王天琪,宋雁鹏. 科学技术与工程. 2016(29)
[8]馈能悬架变论域模糊控制[J]. 柳江,林晨,叶明,黎晓伟. 上海交通大学学报. 2016(08)
[9]基于遗传算法的履带车辆电磁悬挂LQR控制优化[J]. 岳杰,张进秋,彭志召,张磊. 机械设计与制造. 2015(02)
[10]基于AMESim的汽车主动悬架系统的仿真与优化分析[J]. 李景阳,王伟. 河南科技. 2014(13)
博士论文
[1]基于LMI优化的主动悬架多目标控制研究[D]. 孙鹏远.吉林大学 2004
硕士论文
[1]某轿车车身姿态半主动悬架最优控制研究[D]. 周瑜.吉林大学 2016
[2]智能汽车主动悬架输出反馈控制方法研究[D]. 蒋莉.哈尔滨工业大学 2016
[3]馈能型主动悬架控制算法研究[D]. 林晨.青岛理工大学 2015
[4]馈能悬架的动力学分析与设计方法研究[D]. 林鑫.吉林大学 2012
[5]馈能式汽车电动主动悬架的理论及试验研究[D]. 郑雪春.上海交通大学 2007
[6]基于LMI优化的主动悬架鲁棒控制研究[D]. 马苗苗.吉林大学 2006
本文编号：3728115
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 馈能减震器
1.2.2 主动悬架控制算法
1.3 主要研究内容
第2章 悬架系统模型
2.1 路面模型建立
2.1.1 随机路面模型
2.1.2 确定性坑包路面模型
2.2 馈能悬架系统模型
2.2.1 馈能减震器方案
2.2.2 馈能悬架模型建立
2.2.3 电机等效电路
2.3 馈能悬架评价指标
2.3.1 馈能原理
2.3.2 馈能效率
2.4 本章小结
第3章 LMI理论知识
3.1 线性矩阵不等式
3.1.1 标准的LMI问题
3.1.2 相关理论
3.2 本章小结
第4章 馈能悬架名义系统控制算法
4.1 控制方案
4.1.1 控制问题描述
4.1.2 控制结构
4.2 基于遗传算法的LQR控制器设计
4.2.1 遗传算法
4.2.2 LQR控制
4.2.3 基于遗传算法的LQR控制器设计
4.3 状态反馈控制器设计
4.3.1 H_∞/广义H_2状态反馈控制
4.3.2 基于扩展LMI法状态反馈控制
4.4 输出反馈控制器设计
4.4.1 H_∞/广义H_2输出反馈控制
4.4.2 基于扩展LMI法输出反馈控制
4.5 跟踪控制器设计
4.6 仿真分析
4.6.1 扩展LMI法有效性仿真分析
4.6.2 基于遗传算法的LQR控制器仿真
4.6.3 基于扩展LMI控制器仿真
4.6.4 馈能效果仿真分析
4.7 本章小结
第5章 考虑参数扰动的馈能悬架控制算法
5.1 参数扰动系统
5.2 LPV系统H_∞/广义H_2输出反馈控制
5.3 LPV馈能悬架系统仿真
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 后续工作展望
参考文献
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]馈能悬架技术研究综述[J]. 戴建国,王程,刘正凡,朱建辉,胡晓明. 科学技术与工程. 2018(30)
[2]Broadband Communications for High-Speed Trains via NDN Wireless Mesh Network[J]. Fan Wu,Wang Yang,Runtong Chen,Xinfang Xie. Tsinghua Science and Technology. 2018(04)
[3]馈能型主动悬架LQG控制研究[J]. 黎晓伟,柳江,滕杨磊,张业. 机械设计与制造. 2018(06)
[4]考虑控制时滞的主动悬架离散系统最优控制[J]. 高小林,曹青松. 噪声与振动控制. 2018(S1)
[5]基于免疫粒子群优化的主动悬架LQG控制研究[J]. 张玉分,龙金莲,李婧,卢家暄. 计算机工程与应用. 2018(06)
[6]基于改进LMI的鲁棒H∞动态输出反馈控制综合[J]. 郝峰,叶思隽,车晓涛. 弹箭与制导学报. 2017(02)
[7]基于多种群遗传算法的LQR振动主动控制研究[J]. 宋雪健,郑宾,陈晔,王天琪,宋雁鹏. 科学技术与工程. 2016(29)
[8]馈能悬架变论域模糊控制[J]. 柳江,林晨,叶明,黎晓伟. 上海交通大学学报. 2016(08)
[9]基于遗传算法的履带车辆电磁悬挂LQR控制优化[J]. 岳杰,张进秋,彭志召,张磊. 机械设计与制造. 2015(02)
[10]基于AMESim的汽车主动悬架系统的仿真与优化分析[J]. 李景阳,王伟. 河南科技. 2014(13)
博士论文
[1]基于LMI优化的主动悬架多目标控制研究[D]. 孙鹏远.吉林大学 2004
硕士论文
[1]某轿车车身姿态半主动悬架最优控制研究[D]. 周瑜.吉林大学 2016
[2]智能汽车主动悬架输出反馈控制方法研究[D]. 蒋莉.哈尔滨工业大学 2016
[3]馈能型主动悬架控制算法研究[D]. 林晨.青岛理工大学 2015
[4]馈能悬架的动力学分析与设计方法研究[D]. 林鑫.吉林大学 2012
[5]馈能式汽车电动主动悬架的理论及试验研究[D]. 郑雪春.上海交通大学 2007
[6]基于LMI优化的主动悬架鲁棒控制研究[D]. 马苗苗.吉林大学 2006
本文编号：3728115
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3728115.html
