磁流變半主動懸架的史密斯預估器-泰勒級數(shù)擴展LQG時滯補償控制.pdf

1、隨著科技的進步和社會的發(fā)展，人們對汽車平順性的要求越來越高。與其他類型的半主動懸架相比，磁流變半主動懸架具有反應快、易于控制、阻尼力連續(xù)可調(diào)等優(yōu)點，因此具有良好的平順性改善潛力及廣闊的應用前景。磁流變半主動懸架在工作的過程中由于信號的測量與傳輸、系統(tǒng)運算、執(zhí)行器響應等過程均需要一定的時間，因此不可避免地存有時滯，這將嚴重影響控制的實時性，進而導致懸架的工作效果變差。為降低時滯對磁流變半主動懸架工作效果的負面影響，提出并研究了一種史密斯預

2、估器-泰勒級數(shù)擴展LQG（STLQG）時滯補償控制方法。本文所做的主要研究工作如下：
　　首先，為磁流變半主動懸架建立了隨機路面輸入模型?；诖帕髯儨p振器的Bingham模型以及庫倫阻尼力與電流的關系，建立了包含時滯的1/4車2自由度磁流變半主動懸架模型，并選定了汽車平順性的評價指標以及懸架綜合性能評價方法。
　　其次，將泰勒級數(shù)引入LQG控制進行時滯補償控制，為解決結(jié)合過程中存在的問題，提出了一種基于對狀態(tài)方程中主動控制力

3、進行近似變換的泰勒級數(shù)擴展LQG（TLQG）控制器設計方法?？刂屏Ρ确治鲲@示：相對于理想半主動控制力，TLQG控制求得的庫倫阻尼力在時間軸方向上的偏差（水平偏移）較小，但是泰勒級數(shù)會導致庫倫阻尼力出現(xiàn)放大現(xiàn)象，且時滯越大，放大越明顯。
　　再次，為解決泰勒級數(shù)造成的庫倫阻尼力的放大問題，提出一種時滯分段補償方法，并在此基礎上將TLQG控制和SLQG控制結(jié)合，從而設計史密斯預估器-泰勒級數(shù)擴展LQG（STLQG）控制器。控制力對比

4、分析顯示：STLQG控制可實現(xiàn)利用SLQG控制緩解TLQG控制放大現(xiàn)象與利用TLQG控制減小SLQG控制水平偏移的有機結(jié)合。
　　最后，利用數(shù)值仿真對無時滯控制措施的LQG（無措施LQG）控制、SLQG控制、TLQG控制、STLQG控制的磁流變半主動懸架以及被動懸架進行性能對比與分析。結(jié)果顯示：STLQG控制能夠使含時滯的磁流變半主動懸架獲得較好的性能。
　　本文的研究成果能夠為磁流變半主動懸架后續(xù)的控制理論及實驗研究提供參