車(chē)輛主動(dòng)懸架最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)及系統(tǒng)性能仿真分析.pdf

1、懸架系統(tǒng)是車(chē)輛的重要組成部分之一，它的設(shè)計(jì)對(duì)車(chē)輛總體性能有重要的影響，尤其對(duì)車(chē)輛行駛過(guò)程中的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性起著關(guān)鍵的作用。近年來(lái)，隨著人們對(duì)車(chē)輛性能要求的提高，能夠根據(jù)車(chē)輛的行駛狀況和外界條件變化而實(shí)現(xiàn)當(dāng)前工作條件下最優(yōu)系統(tǒng)性能的主動(dòng)懸架逐漸被應(yīng)用到車(chē)輛中。 本文首先對(duì)主動(dòng)懸架的發(fā)展及其應(yīng)用進(jìn)行了全面的回顧，介紹了主動(dòng)懸架的型式及其控制算法的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，特別對(duì)線性二次型最優(yōu)控制(LQG)方法作了詳細(xì)介紹，并在控制器設(shè)

2、計(jì)中考慮了車(chē)身的加速度、輪胎的動(dòng)位移、懸架的動(dòng)行程三項(xiàng)性能指標(biāo)的權(quán)重調(diào)節(jié)以適應(yīng)于各種不同工況。其次，結(jié)合“解放軍總裝備部十五預(yù)先研究課題”為某軍用工程車(chē)輛動(dòng)力學(xué)建模進(jìn)行了參數(shù)的準(zhǔn)備工作，確定了車(chē)輛的質(zhì)量參數(shù)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。然后，運(yùn)用LQG控制算法于實(shí)際的軍用工程車(chē)輛中，建立了一個(gè)單軌四自由度的車(chē)輛懸架系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，設(shè)計(jì)了車(chē)輛懸架系統(tǒng)的最優(yōu)控制器，并在Matlab/Simulink環(huán)境下進(jìn)行了車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能的仿真和結(jié)果對(duì)比分析。最后，本文

3、對(duì)原有的軍用工程車(chē)輛提出了改進(jìn)的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)一步完善了車(chē)輛懸架的最優(yōu)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)系統(tǒng)的性能要求確定了加權(quán)矩陣并得出了反饋增益，而且在不同路面狀況下和不同車(chē)輛參數(shù)變化下進(jìn)行了仿真計(jì)算和結(jié)果分析，從而為該軍用工程車(chē)輛懸架控制、系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化及車(chē)輛結(jié)構(gòu)的改進(jìn)提供了依據(jù)。 通過(guò)仿真計(jì)算和結(jié)果分析，本文得出的結(jié)論如下：與原有被動(dòng)鋼板彈簧懸架系統(tǒng)相比較，采用LQG控制器控制的最優(yōu)主動(dòng)懸架系統(tǒng)顯著地改善了車(chē)輛的行駛性能，車(chē)身加速度均方根