非线性半主动悬架系统模糊控制策略

2012年03月26日09:27:33 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：可靠性

颜文俊，董　丹，王维锐，吴　参，刘　哲
浙江大学自动化研究所，浙江杭州

浙江大学机械设计研究所，浙江杭州　

摘　　　要：为了实现复杂非线性车辆半主动悬架系统的减振控制，对整个系统的动力学特性和磁流变减振器的特性进行分析，得到期望的阻尼力变化趋势，并由此提出一种直接针对减振器电流的新型模糊控制策略。该策略构建了以车身加速度、减振器两端速度差以及悬架动行程作为输入的三维控制结构，并将其简化为二维结构，同时引入减振器的设计思想制定了非对称的模糊控制规则。通过对整个悬架系统及路面激励进行建模，并对非线性被动悬架系统和该模糊控制策略下的半主动悬架系统进行比较仿真实验，结果表明该模糊控制策略能极大地抑制车身加速度和轮胎动载荷，减小悬架动行程，车辆乘坐舒适性、行驶安全性和操作稳定性均得到了显著改善，系统悬架具有良好的综合性能。

关　键　词：半主动悬架；模糊控制策略；磁流变减振器电流；三维结构；非对称规则

１　引　言
半主动悬架集被动悬架的可靠性与主动悬架的可控性于一体，具有结构简单、成本低、控制灵活等特点，是未来车辆悬架的一个重要发展方向［１］。同时，以磁流变液为介质的减振器可在几毫秒内实现无级调节，适于实时控制，为进一步提高半主动悬架的性能提供了有利条件［２］。目前国内外对半主动悬架的控制研究多将注意力放在控制策略的鲁棒性和容错能力上［３５］，忽略了与悬架系统振动特性及磁流变减振器特性的结合，同时很多停留在悬架线性部分的控制目标设计阶段［６９］，很少考虑针对减振器的电流控制以实现整个悬架的减振。由于半主动悬架的减振器仍是一种阻尼器件，不能产生任意大小和方向的主动控制力，只能部分地实现主动悬架的调节功能。故仅针对悬架线性部分所设计的控制力目标，实际减振器不一定能够实现。针对上述难点和不足，本文结合整个系统的动力学特性，设计了一种有效的直接基于减振器电流的模糊控制策略，在建立半主动悬架１／４车非线性模型的基础上进行仿真研究。

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