基于T-S模糊模型的主动悬架系统容错控制研究

发布时间：2020-05-16 11:26

【摘要】：由于工业社会的发展,悬架控制系统的设计也越来越复杂,包含的元器件种类也越来越多,而元器件随着使用时间的增加会不可避免的发生疲劳、老化等现象,进而就可能会导致系统发生故障。因此,为了保证悬架系统在高强度下的正常运行,容错控制就成为悬架研究必不可少的一部分。本文通过建立1/4和1/2车辆主动悬架模型,并设计不同类型的控制器以提高悬架系统在故障情况下的系统性能。研究内容主要分为以下几个方面:(1)分析被动悬架的平顺性首先,根据牛顿第二定律,建立被动悬架系统的状态空间方程。其次,以车身垂向加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷作为评价性能指标,利用Simuimk工具在三种不同路面下进仿真,同时将仿真数据作为后续设计主动悬架的性能指标参照;(2)非线性主动悬架系统的T-S模糊控制研究考虑车辆悬架系统存在的参数不确定性问题,结合模糊控制建立悬架系统不同自由度下的T-S模糊模型,以提高系统的建模精度;(3)基于T-S模糊模型的主动悬架滑模容错控制研究在1/4车辆主动悬架T-S模糊模型的基础上,针对作动器出现的随机故障对车辆行驶平顺性和控制稳定性带来的重要影响,本文开发一种基于滑模变结构的被动容错控制器设计方法,以降低系统对故障的敏感性。最后通过仿真验证滑模容错控制器的可行性;(4)基于比例积分观测器(PIO)的主动悬架容错追踪控制(FTTC)研究基于半车主动悬架的T-S模糊模型,本文提出一种基于比例积分观测器的主动悬架容错追踪控制器设计方法,以解决作动器偏差故障给系统带来的负面影响。首先,开发一种鲁棒H∞输出反馈控制器,并将其输出响应作为参考轨迹。其次,设计比例积分观测器以实现对潜在故障的实时估计,并进一步设计主动容错追踪控制器来实现对故障的补偿控制。最后,通过仿真验证所提出的主动容错追踪控制器的有效性。
【图文】：

1 绪论来，随着社会的飞速发展以及生活的需要，人们对于车辆的车辆的乘坐舒适性也提出了更高的要求。而对于提高乘客的乘不可少的环节。车辆的悬架系统作为底盘的重要组成部分，其的力和力矩，并缓冲由路面激励给车身造成的振动，以保证车悬架系统进行优化研究，，能够改善车辆的平顺性、操作稳定性具有一定的积极意义[1]。

图 1-2 (a)被动悬架模型、(b)半主动悬架模型、(c)主动悬架模型-2 (a) Passive suspension model, (b) semi-active suspension model, (c) active suspension m中，如图 1-2(a)所示的被动悬架出现的时期最早。在马车时代，人们就对悬的探索。最早采用叶片弹簧来进行减振，后来随着汽车的出现，慢慢又衍生扭杆弹簧、橡胶弹簧和钢板弹簧等弹性元件。直到 1934 年，设计出第一款成的被动悬架。其中被动悬架的参数是由工程师的经验来确定的，在不同的进行调整的。因此，被动悬架的缺点就是不能在复杂路况下进行调整优化。使用时间的增加，被动悬架的元器件也会发生损耗，这样就会造成悬架参数
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U463.33;TP273

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本文编号：2666668