主动悬架控制策略介绍
浅析汽车底盘主动悬架控制方法
浅析汽车底盘主动悬架控制方法汽车底盘主动悬架控制方法是指通过车辆悬架系统中的传感器、执行器和控制单元等设备，实现对悬架系统的主动调节和控制，以提高车辆操控性能、乘坐舒适性和安全性。
随着汽车科技的不断发展，底盘主动悬架控制技术已经成为了现代汽车的标配之一。
本文将从工作原理、控制方式和应用范围等方面逐一进行深入分析，以便读者更好地理解和掌握这一重要的汽车技术。
一、工作原理底盘主动悬架控制系统的工作原理主要通过悬架系统中的传感器实时感知车辆行驶状况和路况，将这些信息传输到控制单元，然后由控制单元根据预设的控制策略来调节悬架系统的工作状态，从而实现对车辆悬架系统的主动控制。
具体来说，底盘主动悬架控制系统通常包括以下几个基本组成部分：1.传感器：一般包括车辆姿态传感器、悬架行程传感器、车速传感器、路面传感器等，用于感知车辆行驶状况和路况。
2.执行器：一般包括气压悬架、电磁悬架、液压悬架等，用于根据控制单元的指令对车辆悬架系统进行动态调节。
3.控制单元：一般包括主控制器和执行控制器等，用于接收传感器的信号、根据预设的控制策略生成控制指令，并将控制指令发送给执行器。
通过这些组成部分的协同工作，底盘主动悬架控制系统可以实现对车辆姿态、悬架刚度、悬架高度等参数的主动调节，从而实现对车辆悬架系统的主动控制。
这样一来，车辆可以根据不同的行驶状况和路况，自动调整悬架系统的工作状态，以提高车辆的操控性能、乘坐舒适性和安全性。
二、控制方式底盘主动悬架控制系统的控制方式主要包括主动悬架控制、半主动悬架控制和预测悬架控制等几种基本方式。
2.半主动悬架控制：半主动悬架控制是指控制单元根据传感器感知到的车辆行驶状况和路况，通过执行器对悬架系统进行动态调节，但是在这种方式下，悬架系统的动态调节范围和速度相对较小，不能完全实现对车辆悬架系统的主动控制。
3.预测悬架控制：预测悬架控制是指控制单元通过对路况和行驶状况进行预测，提前生成控制指令，并将控制指令发送给执行器，以预测性地对悬架系统进行动态调节，从而提高车辆的操控性能和乘坐舒适性。
浅析汽车底盘主动悬架控制方法
浅析汽车底盘主动悬架控制方法随着汽车技术的不断发展，汽车底盘主动悬架系统已经逐渐成为了一种常见的装备。
这种系统可以根据车辆当前的驾驶状态和路况来主动调节悬架硬度，提升行车舒适性和稳定性。
在本文中，我们将对汽车底盘主动悬架控制方法进行一个浅析。
一、主动悬架原理主动悬架是指车辆悬挂系统具备主动调节功能，通过传感器感知车身运动状态，再根据实时数据调节悬架系统的工作参数，实现对车身姿态和路面适应性的主动调节。
主动悬架主要包括主动减振和主动悬架控制两部分。
主动减振通过控制减振器的阻尼力来调节车辆的悬挂硬度；主动悬架控制则通过控制空气悬挂元件或电磁阻尼器来实现对车辆悬挂的主动调节。
二、主动悬架控制方法1. 传统悬架控制传统的悬架系统主要通过设置不同的弹簧和减振器来实现对车辆悬挂系统的调节。
这种悬架系统在工作过程中需要依靠车辆的行驶速度和路面情况来进行调节，无法实现主动的悬架控制。
因此在高速行驶和复杂路况下，传统悬架系统的性能会受到一定的限制。
主动悬架控制方法则是通过悬架系统内置的传感器和控制单元，实时感知车辆的运动状态和路面情况，并根据这些数据来主动调节悬架系统的工作参数。
目前主动悬架系统主要采用以下几种控制方法：（1）电子控制电子控制是主动悬架系统的核心技术之一，通过悬挂系统内置的控制单元收集和处理来自传感器的数据，并根据预设的悬架调节算法来控制悬挂系统的工作状态。
在电子控制技术的支持下，主动悬架系统可以根据车辆当前的行驶状态和路况主动调节悬架硬度，提升行车舒适性和稳定性。
（2）气动控制为了实现对悬架系统的精准控制，主动悬架系统还需要配备一套高效的控制算法。
主动悬架控制算法的设计主要考虑以下几点：姿态控制是主动悬架系统的重要功能之一，通过感知车辆的侧倾角和纵向加速度来调节悬架系统的工作状态，提升车辆的稳定性和操控性。
（2）路面适应（3）悬挂硬度调节主动悬架系统在汽车领域具有广泛的应用前景，目前已经成为了豪华车和高端车型的标配。
整车主动悬架系统天棚阻尼控制策略
整车主动悬架系统天棚阻尼控制策略整车主动悬架系统是一种通过调节车辆悬架系统来改善车辆行驶舒适性和稳定性的技术。
天棚阻尼控制策略是整车主动悬架系统中的一个重要组成部分，它通过调节天棚阻尼器的工作状态来达到优化车辆悬架系统参数的目的。
下文将对整车主动悬架系统天棚阻尼控制策略进行详细阐述。
整车主动悬架系统天棚阻尼控制策略的目标是提高车辆的行驶舒适性和稳定性。
行驶舒适性是指车辆在行驶过程中给乘车人员带来的舒适感，稳定性是指车辆在各种工况下保持稳定的能力。
天棚阻尼器在整车主动悬架系统中起到了关键作用，它负责控制车辆的悬架系统的阻尼特性，从而通过调节车辆的垂直动态性能来改善车辆的行驶舒适性和稳定性。
在整车主动悬架系统天棚阻尼控制策略中，首先需要对车辆的动态特性进行建模和分析。
通过对车辆的动力学特性和悬架系统的特性进行建模，可以得到车辆在不同工况下的阻尼需求以及天棚阻尼器的工作要求。
然后，基于车辆建模结果，可以进一步设计天棚阻尼器的控制算法。
天棚阻尼器的控制算法旨在根据车辆的动态需求调节阻尼器的工作状态，从而使车辆在行驶过程中保持良好的舒适性和稳定性。
常见的天棚阻尼器控制算法有PID控制算法、模糊控制算法和神经网络控制算法等。
这些控制算法可以根据车辆的动态特性进行调整，以得到最佳的阻尼调节效果。
最后，在整车主动悬架系统中，还需要采用适当的传感器来获取车辆的动态信息，如车辆的加速度、车身倾斜角等，以及天棚阻尼器的状态信息。
这些传感器可以通过信号处理和滤波技术对车辆的动态特性进行准确的测量和分析，为天棚阻尼控制策略提供必要的输入。
总之，整车主动悬架系统天棚阻尼控制策略是一项关键的技术，它通过调节车辆的悬架系统参数来改善车辆的行驶舒适性和稳定性。
在整车主动悬架系统中，需要建立车辆的动态模型、设计合适的控制算法，并采用适当的传感器来获取车辆的动态信息。
通过有效的天棚阻尼控制策略，可以优化整车主动悬架系统的性能，提高车辆的行驶舒适性和稳定性。
浅析汽车主动悬架系统的发展和控制策略
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浅析汽车主动悬架系统 的发展和控制策略
邱 亚 宇
摘
（ 南京信 息职业技术 学院， 江苏 南京 ２ １ ０ ０ ４ ６ ） 要： 介绍 了国内外汽 车主动 悬架控 制 系统发展和 主要控 制策略 ， 重点论述 了汽车主动悬 架控制 系统的应用和发展 ， 最后列举 了
目前 主 动 悬 架 的控 制 策 略 和 优 缺 点 。
关键词 ： 主动悬架 ； 应用 ； 发展 ； 控 制策略
随着现代汽车对乘坐舒适 『 生 和行驶安全Ｊ 生的要求提高 ，设计一个 起步比较晚 其中上海交通大学、 清华大学 、 吉林大学和同济大学等科研 具有良好综合陛能的悬架成为现代汽车研究的一个重要课题。传统被 院所都开展了一些研究工作 ，对主动悬架进行 了一些理论研究和试验 动式悬架系统的弹『 生 元件其刚度和阻尼是固定值，在汽车行驶过程中 方法的研究 ，仍处于理论探索与数值模拟阶段 ，相应的试验验证比较 无法随路面状况 、 载荷和车速等因素的变化而变化。 由于悬架参数不可 少 ， 还没有进入产品研制开发阶段。 北京理工大学的章一鸣教授较早地 改变 ， 即使参数采用优化设计， 也只能对特定的激励具有最佳效果 ， 一 对主动悬架进行了理论及试验研究。 该校高志彬 、 黄志刚等人进行 了可 旦激励发生变化 ， 悬架 系统的减振效果很难维持最佳， 这一问题注定了 控减振器的性能试验研究 ，试验结果说咀昕 十的三级阻尼可调减振 被动式悬架系统的性能难以提高。近年来 ， 随着计算机技术和各种控制 器 Ｉ 生 能优于传统的被动悬架。 方法 的发展 ， 汽车主动悬架技术成为汽车技术研究的—个重要方向。 这 ２主动悬架系统的控制策略 种主动悬架系统 ，可随汽车行驶状况而自适应地通过作动器控制悬架 汽车主动悬架的研究工作包含两个方面： 一方面是执行器的开发 ， 动力响应 、 或 自动调节悬架的刚度和阻尼参数 ， 具有优 良的减振性能 ， 另一方面是控制策略的研究，两方面较好的配合才会使悬架系统的性 也有利于车辆的操纵稳定 Ｉ 生。 能达到理想的效果。 上世纪五十年代形成完整的经典控制理论， 采用频 １主 动悬 架 系统 国内外发 展状 况 率响应 法和根轨迹法这些 图解分析方法分析系统性能和设计控制装 在汽车悬架系统的发展史上 ， 是１ ９ ５ ４ 年美 国 Ｇ Ｍ汽车公司的 Ｅ 置。历史的实践汪明经典控制理论十分有效的。 ｓ ｐ ｉ ｅ ｌ Ｌ ａ ｂ ｒ ｏ ｓ ｓ ｅ 首次提出了主动悬架的概念。 雪铁龙早在 ２ ０ 世纪 ５ ０ 年 随着状态空间空间法的应用而出现的现代控制理论 ，它可以解决 代初期就将电控主动液压悬架装备在其 １ ５车型上 ， 但实现大规模的批 多输人多输出的多维空间系统 ， 研究 的系统复杂性不断提高 ， 其 已开始 量使用则是在稍后推出的 Ｄ Ｓ系列车型上Ⅲ 。 向智能控制方向发展 。目前应用于主动悬架系统的控制理论 比较多， 常 １ ９ ６ ５ 年， Ｗ． ０ ． Ｏ ｂ ｓ ｏ ｎ 和ｋ Ｒ ￣ Ａ ｌ ｌ ｅ ｎ 作了类似的研究工作。此后 ， Ｔ ． Ｈ ． 见的控制方法主要有 以下 ３ 种： Ｒ ｏ ｃ ｈ ｗ ｅ ｌ ｌ ， Ｓ ． Ｋ ｉ ｍｉ ｃ ￣和 Ｍ ． Ｌ ａ ｗ ｔ ｈ ｅ ｒ 做了用伺服机构作为主动元件的理论 ２ ． １ 天棚阻尼控制。美 国著名控制专家 Ｋ ａ ｒ ｎ ｏ ｐ ｐ 在二十世纪七十年 研究 。早期研究的主动悬架数学模型是不考虑非簧载质量和轮胎特ｌ 生 代初提出了天棚阻尼的概念。这种方法的思想就是在车身上安装一个 的单 自由度系 统 。 与车身振动速度成正比的阻尼器，使阻尼器产生的力与车身竖直方向 １ ９ ７ ６ 年Ｔ ｈ ｏ ｍｐ ｓ ｏ ｎ首先将全状态反馈最优控制理论应用于主动悬 的运动相抵抗 ， 便可以Байду номын сангаас效地防止车身与悬架发生大的共振。 这种方法 架的研究中。１ ９ ８ ４年他又利用部分状态反馈最优控制理论构造了次最 简单 ， 所需要的车身传感器数量也较少 ， 不需要非常复杂的悬架系统模 优反馈阵。 随后 ， Ｔ ｈ ｏ ｍ ｐ ｓ ｏ ｎ 和Ｐ ｅ ａ ｒ ｃ ｅ 把两个 自由度模型扩充到四个 型 ， 实现起来 比较简单 。后来 ｋ ａ ｒ ｎ ｏ ｐ ｐ 又提出了开关阻尼的概念 ， 这种 自由度模 型 。 方法是天棚阻尼的延伸 ，目前已被美 国通用汽车公司应用于某型号车 并取得了良好 的效果 。 １ ９ ８ ６ 年， Ｒ ． Ｍ． Ｃ ｈ ａ ｌ ａ ｓ ｓ ａ ｎ ｉ 研究了整车模型 的行驶 Ｉ 生能。Ｐ ． Ｂ ａ ｒ ａ ｋ和 上 ， ２ ． ２ 智能控制。 近些年来智能控制取得了很大的发展 ， 最有代表ｆ 生 的 Ｄ ． Ｈ ｒ ｏ ｖ ａ ｔ 用计算机模拟激励的方法， 比较 了主动悬架的优趱 陛。用性能 指数 １ Ｉ表示 主动 、 半主动 、 和被动 悬 架 的性能 。对 一组 特 定的 Ⅱ 加权 便是模糊控制和神经网络控制。模糊控制是由美国动控制理论专家扎 计算模拟的激励结果显示采用半主动悬架和主动悬架的车辆其各项指 德ｆ Ｌ ＾ Ａ ． ｚ ａ ｄ ａ ｈ 艉 出来的， 通过一定的发展 ， 模糊控制理论已经成为人们所 研究的一个热 门课题。在汽车悬架控制方面， Ｙ ｏ ｓ ｈ ｉ ｍ ｕ ｒ ｏ 教授将模糊控 标多下降了很多。 １ ９ ５ ５ 年法 国 Ｃ ｉ ｔ ｒ ｏ ｅ ｎ 汽车公司研制出一种液压一空气悬架系统 ， 制理论首先应用到汽车主动和半主动悬架 中。汽车悬架可以看作是用 可以使汽车具有较好 的行驶平顺性和乘坐舒适性 ，由于它的制造工序 组非线 『 生 微分方程来描述的非线性系统 ，利用模糊推理方法可推导 过于复杂 ， 最终未能普及。１ ９ ８ ２ 年美国 Ｌ Ｏ Ｔ Ｕ Ｓ 汽车公 司研制出有源主 出合适的阻尼力 ，实验结果显示采用模糊控制理论设计的控制器可使 动悬架系统 ，瑞典 Ｖ Ｏ Ｌ Ｖ Ｏ汽车公 司在其车上安装 了实验 ｆ 生的 Ｌ Ｏ Ｔ Ｕ Ｓ 主动悬架的性能得到有效提高 ， 提高了汽车行驶的平顺性 。 模糊控制和 主动悬架系统。１ ９ ８ ３年 日 本Ｔ Ｏ Ｙ Ｏ Ｔ Ａ汽车公司在 Ｓ ｏ ａ ｒ ｅ 轿车上采用了 神经网络控制能够为特殊条件下的模型处理问题提供有效的方法 。可 阻尼可调的减振器。１ ９ ８ ６年丰 田又在 Ｓ ｏ ａ ｒ ｅ 车型采用了能分别对阻尼 以认为智能控制将是 ２ １ 世纪控制领域 的核心技术 ， 智能控制的发展必 和刚度进行三级调节的空气悬架 ， １ ９ ８ ９年 Ｔ Ｏ Ｙ Ｏ Ｔ Ａ在 Ｃ ｅ ｌ ｉ ｃ ａ 车型上装 将推动科技的发展， 从而对社会进步的推动力是不可估量 的。 置了真正意义上的主动油气悬架系统 福特汽车公司在 １ ９ ８ ４年底的 ２ ． ３ 混合控制。 当前用于汽车悬架振动的控制策略比较多， 单一控制 Ｌ ｉ ｎ ｃ ｏ ｌ ｎ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ 车上 装 备 了电控 空气 悬架 系 统 ， 可 以有效 地实 现 隔 策略可以使某一控制 目标达到理想的效果 ，但很难达到多个控制 目标 振 和高 度调 整 。 同时满足要求 的要求。因为各种控制策略都有 自身无法弥补的缺陷 ， 考 １ ９ ８ ８年雪铁龙公 司正式将装备有液压悬架的 Ｘ Ｍ车型正式命名 虑到一方面则往往另一面就会有损失 。因此常将多种控制方法结合起 为第一代主动液压悬架系统，之后雪铁龙又在其生产的 Ｘ Ａ Ｎ Ｔ Ｉ Ａ系列 来对悬架系统进行混合控制 ，例如将模糊控制和神经网络控制混合设 车型装置了第二代主动液压悬架， 这一代新型主动悬架大大地提高 Ｅ — 计 应用于奔驰高级轿车和重型坦克，这种混合控制策略同样适用于汽 Ｃ Ｕ控制单元的计算速度 ， 同时有运动和舒适两种模式可供选择。到 目 车主动悬架这样复杂的非线性系统 ，仿真结果显示均能取得 良好的效 前为止，雪铁龙的主动液压悬架已发展到第三代 ，并装备于其 ｃ ５ 、 ｃ ６ 果 ， 从长远来看 ， 混合控制方法将是今后悬架控制策略研究的一个很重 系列车型上。 其第四代主动液压系统也在研发 当中 ［ ３ １ 。 ２ ０ 世纪 ９ ０ 年代 要 方 向。 日本 Ｎ Ｉ Ｓ Ｓ Ａ Ｎ汽车公司在 Ｉ ｎ ｉ ｆ ｎ ｉ ｔ ｅ Ｑ ４ ５ 轿车上也装备了液压主动悬架。 参考文献 此外 ， 德国 Ｐ ｏ ｒ ｓ ｃ ｈ ｅ 、 美国Ｆ ｏ ｒ ｄ ， 德国 Ｂ ｅ ｎ ｚ 、 通用、 克莱斯勒 、 雪铁龙 ［ １ Ⅱ ．Ｅ ｓ ｋ ｉ ，Ｓ ． Ｙ ｉ ｄ ｉ ｒ ｉ ｍ ．Ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ Ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｓ ｕ ｓ ｐ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｕｓ ｉ ｎ ｇ ａ Ｎｅ ｗ Ｒｏ ｂ ｕ ｓ ｔ Ｎ ｅ ｕ ｒ ａ ｌ Ｎｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ Ｃ
车辆主动悬架最优控制
图 1. q1＝3.35E5 ，q2 ＝40.5E5 的幅频特性图 由图 1 可以看出主动悬架的车身加速度、悬架动扰度、轮胎动载荷幅频特性图同被动悬架相 似，同样具有双峰，不同的是在低频固有频率附近，主动悬架的响应幅值明显减小，且变化 平缓， 主动悬架的减振性能较为突出； 在高频固有频率附近， 主动悬架的响应幅值变化较大 。 可知取该组权系数时，主动悬架的减振性能的改善程度不够理想； 2) 取 q1＝3.35E8，q2 ＝40.5E8 时，由程序得 k1 =63640;k2=4863;k3 =－36146；k4 ＝－904；及 系统的传递函数和幅频特性，绘制幅频特性图 %主动悬架 q1=3.35e8;q2=40.5e8 时的仿真程序: m1=36;m2=240;kt=160000;q1=3.35e8;q2=40.5e8; A=[0 1 0 -1;0 0 0 0;0 0 0 -1;0 0 kt/m1 0]; B=[0;1/m2;0;-1/m1];D=[0;0;1;0]; C=[0 0 0 0;1 0 0 0;0 0 1 0]; E=[1/m2;0;0];H=[0;0;0]; Q=[q2 0 0 0;0 0 0 0;0 0 q1 0;0 0 0 0];R=[1]; [K,P,F]=lqr(A,B,Q,R) M=A-B*K; N=C-E*K; G=ss(M,D,N,H); G1=tf(G) i=1; for s=0:0.1:80 s=s*2*pi*j; G11=(150.6*s^3 + 1.673e004*s^2 + 1.179e006*s + 1.653e-008)/(s^4 + 45.36*s^3 + 5473*s^2 + 9.005e004*s + 1.179e006);
汽车主动悬架控制策略综述
汽车主动悬架控制策略综述摘要首先介绍了主动悬架的发展情况和应用情况，然后引入了作性能分析所需的车辆主动悬架动力学模型，以1/4动力学模型为基础，得出了运动微分方程以及控制状态方程组。
最后，介绍了现在流行的主动悬架控制策略，包括PID 控制、鲁棒控制、神经网络控制、滑模变控制、模糊控制和自适应控制。
关键词：主动悬架；控制策略Automotive Active Suspension Control StrategiesAbstract:Firstly, introducing active development and application of suspension, then introduced as the performance required for the analysis of vehicle active suspension dynamics model, through 1/4 kinetic model, derived differential equations of motion and control state equations .At last,Introduced the now popular active suspension control strategy,including PID control, robust control, neural network control, sliding mode control, fuzzy control and adaptive control.Keywords:Active Suspension;Control Strategy0 引言传统的被动悬架的刚度和阻尼是按经验或优化设计的方法确定的，在汽车行驶过程中其性能是不变的，也是无法进行调节的。
虽然随着近年来，悬架在设计和工艺上得到不断改善，实现了低成本、高可靠性的目标，但无法彻底解决平顺性和操纵稳定性之间的矛盾。
主动悬架pid控制策略研究资料
汽车悬架的半主动控制系统MATLAB/SIMULNK仿真S0705234 沙小伟摘要:分析当前轿车的悬架系统，对之进行简化。
首先建立其1/4模型，利用仿真软件MATLAB里面的附件Simulink对悬架的简化模型进行仿真，考察其加速度，输出位移等特性。
在此基础上进一步建立悬架系统的1/2模型，继续考察车身的加速度，输出位移，转角等系列特性。
Simulink软件在整个的仿真过程中显示出强大的能力。
关键词：汽车悬架，半主动控制，仿真Abstract: Analyze the suspension system of modern car, and then simplify it. First the model was analyzed with 2 degrees of freedom by the software simulink. Based on this, and then building 12 degrees of the suspension system. Inspect the acceleration and rotation angle and some other characters. In the whole process, the software simulink displayed powerful capacity.Keywords: car suspension,semi – active control, simulation引言汽车悬架系统简介。
悬架系统是车辆的一个重要组成部分。
车辆悬架性能是影响车辆行驶平顺性、操作稳定性和行驶速度的重要因素。
传统的被动悬架一般由具有固定参数的弹性元件和阻尼元件组成，被设计为适应某一种路面，限制了车辆性能的进一步提高。
20世纪70年代以来工业发达国家就已经开始研究基于振动主动控制的主动、半主动悬架系统。
近年来随着电子技术、测试技术、机械动力等学科的快速发展，使车辆悬架系统由传统被动隔振发展到振动主动控制。
《2024年基于智能控制的汽车主动悬架控制策略研究》范文
《基于智能控制的汽车主动悬架控制策略研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，汽车主动悬架系统已经成为现代汽车安全与舒适性的重要组成部分。
通过采用先进的控制策略，主动悬架系统可以有效地提高车辆的行驶稳定性、乘坐舒适性以及操控性能。
本文将重点研究基于智能控制的汽车主动悬架控制策略，旨在为汽车悬架系统的优化设计提供理论依据和技术支持。
二、汽车主动悬架系统概述汽车主动悬架系统是一种具有自适应能力的悬架系统，通过传感器实时监测路面状况和车辆运动状态，采用先进的控制算法对悬架进行实时调整，以实现最佳的行驶性能。
与传统的被动悬架系统相比，主动悬架系统具有更高的灵活性和适应性。
三、智能控制在汽车主动悬架系统中的应用智能控制技术在汽车主动悬架系统中发挥着重要作用。
通过采用先进的控制算法和传感器技术，实现对车辆运动状态的实时监测和调整。
常见的智能控制策略包括模糊控制、神经网络控制、遗传算法等。
这些控制策略可以根据不同的道路条件和驾驶需求，对悬架系统进行实时调整，以实现最佳的行驶性能。
四、基于智能控制的汽车主动悬架控制策略研究（一）控制策略设计本文提出一种基于模糊控制的汽车主动悬架控制策略。
该策略通过建立模糊控制器，实现对车辆运动状态的实时监测和调整。
模糊控制器采用输入输出映射的方法，将传感器采集的信号进行模糊化处理，然后根据预设的规则进行决策，最后输出控制信号对悬架系统进行调整。
（二）仿真分析为了验证所提出的控制策略的有效性，本文采用仿真分析的方法。
通过建立车辆动力学模型和主动悬架系统模型，对所提出的控制策略进行仿真测试。
仿真结果表明，该控制策略可以有效地提高车辆的行驶稳定性、乘坐舒适性以及操控性能。
五、实验验证与结果分析为了进一步验证所提出的控制策略的实用性，本文进行了实验验证。
通过在实车上进行实验测试，对比传统被动悬架系统和所提出的主动悬架控制策略在不同道路条件下的性能表现。
实验结果表明，所提出的基于智能控制的汽车主动悬架控制策略在提高车辆行驶稳定性、乘坐舒适性以及操控性能方面具有显著优势。
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主动悬架控制策略介绍【摘要】悬架是现代汽车最重要的组成之一,悬架结构的选用,不但在很大程度上决定了汽车平顺性的优劣,而且随着汽车速度的提高,对于与行驶速度密切相关的操纵稳定性的影响也越来越大。
因此,设计优良的悬架系统,对提高汽车产品质量有着极其重要的意义。
悬架系统的研究由来已久，悬架系统按照控制原理和控制功能可以分为被动、半主动、主动悬架,这些悬架在性能上有很大的差别。
由于主动悬架不但能很好地隔离路面振动,而且能控制车身运动,比如启动和制动时的俯仰、转弯时的侧倾等,另外还可以调节车身的高度,提高轿车在恶劣路面的通过性。
因此对主动悬架的研究吸引了一大批工程师对其投入研究，各种控制方法和作动器也被相继研究出来，本文主要对这些方法进行一些简介，以供同行参考研究并对其中的最优控制算法的LQG控制器进行探讨。
【关键词】主动悬架LQG控制器单轮模型Introduction of active suspension control strategy Abstract Suspension is one of the most important parts in the modern automobile, the suspension structure, not only largely determines the quality and ride comfort of the vehicle, with the vehicle speed, closely related to the speed of handling and stability and have greater influence. Therefore, it is very important to design a good suspension system to improve the quality of automotive products. Suspension system has been studied for a long time. The suspension system can be divided into passive, semi-active and active suspension according to the control principle and control function. The active suspension can not only well isolated vibration, but also can control the body motion, such as pitching and turning starting and braking when the roll, also can adjust body height, increase the car in bad road through sex. So the research of active suspension has attracted a large number of engineers for its investment in research, various control methods and actuators have been studied in this paper, some of these methods, for reference and Research on LQG controller on the optimal control algorithm is discussed.Key words Active suspension The LQG controller The single wheel model1.主动悬架的几种控制策略1.1天棚阻尼器控制方法(Skyhook Control)天棚阻尼器控制理论是由Karnopp提出,在主动悬架的控制系统中被广泛采用。
天棚阻尼器控制设想将系统中的阻尼器移至车体与某固定的天棚之间。
就主动悬架而言,也就是要求有执行机构产生一个与车体的上下振动绝对速度成比例的控制力来衰减车体的振动。
传统的被动悬架可以认为是带阻尼器的双质量振动系统,当考虑到带宽和系统的共振特性时,传统被动悬架性能不能令人满意。
但带天棚阻尼器的汽车悬架,只要合理选择参数,可彻底消除系统共振现象。
1.2随机最优控制方法(Linear Quadratic Gaussian)通过建立系统的状态方程式提出控制目标及加权系数,然后应用控制理论求解出所设目标下的最优控制方案。
较天棚阻尼器控制方法而言,它对系统中更多的变量的影响加以考虑,因而控制效果更好[14-17]。
一方面由于在不平路面上行驶的汽车所处的振动环境是随机的，其路面速度的输入可以看作是滤波高斯白噪声；相互冲突的悬架系统诸性能要求也可以用二次型性能指标描述，其中的加权系数代表各性能要求重要性程度。
另一方面是由于LQG理论为状态反馈和输出反馈控制系统的设计提供了非常完善的工具。
1.3预见控制方法(Forecast Control)天棚阻尼器控制方法和最优控制都是根据实时道路和车辆的状态反馈而决定控制力,而预见控制方法却对即将出现的情况加以考虑以进一步提高系统的控制性能。
当遇到较大或突变干扰时,由于系统的能量供应峰值和元件响应速度的限制,很可能无法输出所需的控制力而达不到希望的控制效果。
而预见控制方法,由于通过某种方法提前检测到前方道路的状态和变化,使系统有余的采取相应的措施,有可能降低系统的能量消耗且大幅度改善系统控制性能,取得一举两得的效果。
1.4自适应控制方法(Adaptive Control)自适应悬架系统可看作一个可自动改变其控制律参数以适应于车辆当前的工作条件的控制系统。
自适应的基本思想是根据系统当前输入的相关信息,从预先计算并存储的参数中选取当前最合适的控制参数。
其设计的关键是选择能准确、可靠地反映输入变化的参考变量。
只要变量选择得当,控制器即可快速,方便地相应改变控制参数以适应当前输入变化。
1.5神经网络控制(Neural Networks Control)近年来,采用神经网络的控制方法已日益引起人们的重视,神经网络具有自适应学习,并行分布处理和较强的鲁棒性、容错性等特点,因此适合于对复杂系统进行建模和控制。
可以建立一种神经网络自适应控制结构,有两个子神经网络,其中一个神经网络对于系统进行在线辩识。
在对被控对象进行在线辩识的基础上,应用另一个具有控制作用的神经网络,通过对控制网络的权系数进行在线调整,控制器经过学习,对悬架系统进行在线控制，使系统输出逐渐向期望值逼近。
1.6模糊控制（Fuzzy Control）模糊控制已被应用在车辆悬架系统中，其特点是允许控制对象没有精确的数学模型，使用语言变量代替数字变量，在控制过程中包含有大量人的控制经验和知识，与人的智能行为相似。
模糊控制的悬架系统在较强的路面激励千扰下，仍能保持一定的控制效果，具有较强的鲁棒性。
1.7鲁棒控制（Robust Control）在可控悬架上应用鲁棒控制是为了针对系统的不确定性进行悬架的分析和设计，也就是说，在保证闭环系统各回路稳定的条件下，对系统进行优化，从而使系统在存在参数变化、建模误差、测量噪声和外界扰动输入的情况下，保证闭环系统的稳定性，并进一步实现系统的鲁棒性能。
无论针对简单的四分之一车模型，或是二分之一车模型，还是针对考虑了液压做作动器动态特性的整车模型；无论是针对某个参数还是某些参数不确定性进行的理论分析，都充分表明了鲁棒控制理论在主动悬架设计方面的优越性。
2.本文研究内容本文将主要对主动悬架的控制策略进行了研究，通过建立悬架系统单轮车辆动力学模型，通过部分状态反馈的最优控制方法的应用，进行主动悬架的最优控制方面的研究。
此外根据当前的研究热点并结合广为使用的PID 控制探讨主动悬架的PID 控制。
本文将利用MATLAB-SIMULINK建立了系统的仿真模型，以悬架的三项性能指标的均方根为衡量标准，通过滤波高斯白噪声输入，给出几种主动悬架控制能力的对比分析。
本文具体研究内容如下：1．分别建立基于被动悬架和主动悬架车辆单轮模型，研究路面激励的构造方法。
2．研究主动悬架的随机线性最优控制方法，讨论全状态反馈和非全状态反馈的控制器设计方法。
3．分析主动悬架PID 控制和模糊控，结合PID控制研究主动悬架的PID 控制策略。
4．利用MATLAB-SIMULINK 建立仿真模型，对不同的控制策略进行仿真分析，得出悬架的性能指标实验数值。
3. 基于被动悬架的1/4 车辆二自由度模型分析悬架对行驶平顺性的影响时，一般采用所示的两自由度振动模型，它既能反映车身部分的0.5-2HZ 动态特性，也反映了车轮部分在10-16HZ 范围内产生高频共振时的动态特性，更接近于汽车悬架系统的实际情况。
图1单车被动悬架模型由此建立一个具有主动悬架系统的车辆动力学模型，如图 1 所示。
根据牛顿定律，得出系统的运动方程为：)((K -())(Mx t ''''''w b s g w w b s w wb s w b s x x K x x x x K mx x x C x x K -+--=-+--=））（路面输入模型采用一个符合高斯（正态）布的滤波白噪声，即：w U G x f x g g 000'22ππ+-=式中：g x ——路面位移； 0G ——路面不平度系数; 0U ——车辆前进速度；w ——均值为零的高斯白噪声； 0f ——下截至频率。
选取g wb w b x x x x x ,,,,''为状态变量，则状态向量x 为：),,,,(''g w b w b x x x x x x =则可得到状态空间方程：DWCX Y BW AX +=+='X其中：⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=0200001000001-C C 0-C C -A f m K m K K m K m m m K m K m m w t w t s w s w s w s b s b s b s b s π ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=V G B 020000π；⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=00000011000011000K -K -C C -C t t b s b s b s b sK K m m m m ；⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=00000D ；路面输入模型采用高斯白噪声输入矩阵为))((t w w =，被动悬架系统的状态变量图如图 2.3 所示。