汽车主动悬挂系统的预见控制研究
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- 汽车主动悬挂系统的预见控制研究汽车主动悬挂系统的预见控制研究
谷增锋 武连成 宋 杨 苏 涛
(车船军代局驻沈阳军代室, 沈阳 110044 )
摘 要 对汽车主动悬挂预见控制技术进行了探讨,建立了一个 1 /4车辆预见控制模型,通过计算机仿真,将预见控制的主动
悬挂和被动悬挂在平顺行和操作稳定性方面进行了比较,结果表明了预见控制系统对悬挂系统的性能有较大的改进, 是一种
比较理想的主动悬挂的控制方法。
关键词 悬挂系统 主动悬挂 预见控制 汽车
中图法分类号 TP13 ; 文献标志码 B
2008年 7月 18日收到
第一作者简介: 谷增锋 ( 1979 ) , 男, 汉族, 陕西渭南人, 硕士生,
研究方向: 车辆试验分析与故障诊断。
汽车悬挂系统是车架与车桥之间一切传力连
接装置的总称[ 1]
。性能优越的悬挂系统, 是车辆
在不同地形条件下具有快速机动性和良好舒适性
的重要保证。传统的地面车辆, 普遍采用被动悬
挂系统,这种悬挂系统只能被动地存储和吸收外
界能量,不能主动适应车辆行驶状况和外界激励
的变化,制约了车辆性能的进一步改善。主动悬
挂系统增加了由空压机或液压泵构成的力发生
器[ 2]
,通过计算机根据悬挂系统的受力情况, 控制
力发生器产生相应的悬挂力, 可以得到更好的平
顺性和操纵稳定性, 从而大大改善车辆的乘坐性
能和操纵性能,因而, 主动悬挂控制的研究一直是
一个非常活跃的领域, 其理论上主要为非线性控
制、 预测控制、 鲁棒控制、 自适应控制、 智能控
制等。
预见控制是根据当前的目标值、 未来干扰等
来决定当前的控制方法[ 3]
。本文主要讨论了汽车
主动悬挂系统的预见控制问题, 在基于二次型最
优控制的主动悬挂控制系统上, 增加能利用汽车
未来路面信息的前馈补偿器, 构成汽车主动悬挂
的预见控制系统。通过计算机仿真, 比较预见控
制的主动悬挂系统与被动悬挂系统的性能, 结果
表明了预见控制系统的优越性。
1 预见控制系统模型的建立
1 . 1 主动悬挂控制系统模型的建立
本文采用了两自由度 1 /4车模型[ 4]
X = AX Bu Ezr ( 1)
Y= C0X ( 2)
式中: X 为状态变量; u 为控制输入; zr 为由不
规则的路面所引起的对系统的干扰输入; C 0为单位
矩阵;其他各矩阵分别为:
A =
0 1 0 - 1
- as - es 0 e s
0 0 0 1
au ac - du - ac
,
B =
0
1
0
- 1
, E =
0
0
- 1
0
。
其中
as =
ks
ms
es =
bs
ms
au =
ks
mu
ac =
bs
mu
du =
kt
mu...
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