輪式車輛半主動懸掛魯棒控制器研究

王強(qiáng)　李爽　牛星星

摘 要：本文簡要介紹了車輛半主動懸掛特點(diǎn)和組成，以半主動懸掛系統(tǒng)控制策略為研究對象進(jìn)行了重點(diǎn)研究，建立車輛1/4車輛模型，推導(dǎo)出半主動懸掛工作時的狀態(tài)方程，針對H∞控制問題，通過魯棒控制方法探索車輛半主動懸掛魯棒控制器的性能以及設(shè)計(jì)問題。

關(guān)鍵詞：半主動懸掛；狀態(tài)方程； H∞控制；魯棒控制器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.225

1 前言

半主動懸掛也稱無源懸掛，由無源但可控的阻尼和彈性元件組成，能根據(jù)道路激勵和車輛系統(tǒng)的狀態(tài)來調(diào)節(jié)懸掛系統(tǒng)中的剛度和阻尼，相比于主動懸掛，其結(jié)構(gòu)簡單、成本低，而且性能接近于主動懸掛，且不需要要專用能源裝置，用以接近被動懸掛的造價和復(fù)雜程度來提供接近似主動懸掛的性能，具有廣闊的發(fā)展前景。

設(shè)計(jì)半主動懸掛的核心就是懸掛的控制策略算法的研究，關(guān)鍵在于選擇合理的控制策略進(jìn)行調(diào)節(jié)減震器阻尼。本文通過建立1/4車輛模型得到狀態(tài)方程，并采用H∞控制分析方法對半主動懸掛進(jìn)行分析。

2 控制器研究

2.1 1/4車輛模型

在車輛行駛過程中，車體運(yùn)動形式沿縱向x軸（前進(jìn)方向）、沿橫向y軸（與前進(jìn)方向垂直）和垂向z軸（垂直于xy平面）這三個方向，以及繞軸旋轉(zhuǎn)的搖頭、頭點(diǎn)和側(cè)滾等運(yùn)動。本文主要以公路車輛為例建立車輛垂向振動的控制作用。

在因路面激勵而引起車輛振動時，采用1/4車輛模型（單論二自由度模型）來近似分析車輛系統(tǒng)，其1/4車輛模型的標(biāo)稱動態(tài)方程為：

3 總結(jié)

本文以輪式車輛文研究對象，建立1/4車輛模型，推到出狀態(tài)方程，并對魯棒控制總結(jié)構(gòu)分析進(jìn)行了分析，針對控制器的總體性能從標(biāo)稱性能、魯棒穩(wěn)定性、魯棒性能三個方面進(jìn)行了研究，最后通過分析得出了半主動懸掛系統(tǒng)中閉合系統(tǒng)魯棒性的設(shè)計(jì)在于可鎮(zhèn)定控制器的設(shè)計(jì)，為后續(xù)的研究打下了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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