基于線性最優(yōu)控制的1/4整車主動(dòng)懸架仿真研究

王惠敏 吳龍

摘 要：用MATLAB建立采用有最優(yōu)控制的1/4整車主動(dòng)懸架仿真模型，與被動(dòng)懸架進(jìn)行懸架性能評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比。對(duì)比結(jié)果表明：采用最優(yōu)控制的主動(dòng)懸架的性能指標(biāo)有所改善。

關(guān)鍵詞：主動(dòng)懸架；最優(yōu)控制；SIMULINK仿真

汽車懸架是車身和車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱。它主要由彈性元件、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三部分組成。懸架系統(tǒng)是汽車的重要組成部分，汽車行駛平順性、操作穩(wěn)定性和安全性受汽車懸架系統(tǒng)性能影響[1]。

目前，車輛懸架根據(jù)振動(dòng)控制的類型可劃分為被動(dòng)懸架、半主動(dòng)懸架和主動(dòng)懸架三種。被動(dòng)懸架不需要借助外部輸入能力；半主動(dòng)懸架可根據(jù)少量輸入力來調(diào)節(jié)阻尼系數(shù)；主動(dòng)懸架可通過輸入外部能量使執(zhí)行機(jī)構(gòu)給懸架系統(tǒng)施加一定主動(dòng)控制力[2]。

1 主動(dòng)懸架模型的建立

根據(jù)力學(xué)特性，得出二自由度車輛模型的運(yùn)動(dòng)方程：

根據(jù)上式，建立路面輸入模型，選取B級(jí)路面作為測(cè)試輸入。

3.2 懸架仿真模型

在MATLAB中的SIMULINK模塊建立二自由度的主動(dòng)懸架仿真數(shù)學(xué)模型。主動(dòng)懸架的車身加速度、車輪加速度和懸架動(dòng)撓度均有明顯改進(jìn)，但是車輪位移改善效果并不明顯。

（1）車身加速度：被動(dòng)懸架的加速度峰值大約在0.05m/s2左右，而主動(dòng)懸架的加速度峰值減小到0.3m/s2左右。

（2）懸架動(dòng)撓度：被動(dòng)懸架的懸架動(dòng)撓度峰值達(dá)到0.008m，主動(dòng)懸架的懸架撓度峰值減小到0.002m，減小幅度明顯。

（3）輪胎位移：主動(dòng)懸架和被動(dòng)懸架差別不大，并未有較大的改良。

綜上所述，最優(yōu)控制在主動(dòng)懸架設(shè)計(jì)上具有改良作用，提高了汽車的舒適性和安全性。

參考文獻(xiàn)

[1] 周柔，郭志峰.主動(dòng)懸架控制技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2012，（1）：176-180.

[2] 郭浩.汽車主動(dòng)懸架振動(dòng)控制的仿真研究[D].東北大學(xué)：固體力學(xué)，2006.

[3] 凌錫亮.汽車懸架控制系統(tǒng)的研究[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2006，（2）：8-10.

[4] 阮觀強(qiáng)，葉本剛.基于MATLAB仿真的汽車主動(dòng)懸架與被動(dòng)懸架的研究[J].上海電機(jī)學(xué)院

學(xué)報(bào)，2007（12）：284-287.