车辆半主动悬架鲁棒控制研究

论文题目: 车辆半主动悬架鲁棒控制研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 车辆工程

作者: 武鹏

导师: 张孝祖

关键词: 半主动悬架,鲁棒,控制策略,可调阻尼减振器,台架试验

文献来源: 江苏大学

发表年度: 2005

论文摘要: 为了提高汽车的乘坐舒适性,人们提出了主动、半主动悬架,其中半主动悬架既克服了被动悬架的性能局限又克服了主动悬架的高成本、高能耗的缺点,成为汽车界研究的热点。本文力图设计一种结构简单可行的半主动悬架,而且要求这种悬架在参数和外界干扰发生变化时仍保持良好的性能即要求悬架具有较高的鲁棒性能。 首先,建立了1/4车辆被动悬架模型,分析了该模型下车身加速度、悬架动挠度、轮胎相对动载荷的幅频特性和加权均方根值随模型参数变动的变化规律,同时还分析了系统的无穷范数随参数变动的规律。 其次,建立了1/4车辆半主动悬架模型,基于H_∞方法通过解Riccati方程求出了鲁棒控制器。在Matlab软件中进行了仿真,首先对比了被动悬架和带有鲁棒控制器的半主动悬架的幅频特性、脉冲激励响应和白噪声激励响应;然后对比了当悬架参数发生变化时被动悬架和半主动悬架的鲁棒性。通过仿真证明了本文提出的半主动悬架不仅在提高汽车的乘坐舒适性和降低轮胎的相对动载荷方面效果明显,而且鲁棒性能良好,即使参数发生较大变动,仍能保证良好的性能。 再次,基于上述控制模型进行控制器的硬件和软件设计。所设计的控制器是一个单片机控制系统。传感器接收到的车身加速度信号,首先经过电荷放大器放大,然后经过A/D转换器转换为数字信号送给单片机,单片机经过运算发出指令,控制执行机构进行一定的动作,后向通道中所用的执行机构为步进电机,通过步进电机的精确转动改变节流口可调式减振器的截流面

论文目录:

第一章 绪论

1.1 悬架的作用及其分类

1.1.1 被动悬架

1.1.2 主动悬架

1.1.3 半主动悬架

1.2 鲁棒控制简介

1.3 鲁棒控制在半主动悬架中的应用现状及前景

1.4 悬架系统的评价方法

1.5 本课题研究的意义和目的

1.6 本课题研究的主要内容

第二章 鲁棒控制理论基础

2.1 鲁棒控制背景知识

2.2 矩阵范数

2.3 矩阵奇异值

2.4 Lyapunov方程和Riccati方程

2.5 不确定性描述

2.5.1 可参数化不确定模型

2.5.2 非参数化不确定性

2.6 线性分式变换(LFT)

2.7 H_∞控制简单描述

2.7.1 问题描述

2.7.2 H_∞问题求解

2.8 小增益定理

2.9 本章小结

第三章 悬架建模及其参数不确定性的鲁棒性分析

3.1 被动悬架模型的建立

3.2 1/4车辆悬架参数不确定性描述及鲁棒性能分析

3.2.1 参数变动对幅频特性的影响

3.2.2 参数变动对加权均方根值及无穷范数的影响

3.3 半主动悬架模型的建立

3.4 路面输入模型的建立

3.4.1 路面不平度功率谱

3.4.2 空间频率谱函数与时间频率谱函数的转化

3.5 本章小结

第四章 半主动悬架H_∞控制器的设计

4.1 H_∞控制器的求解

4.2 带有H_∞控制器的半主动悬架的性能分析

4.2.1 频域分析及加权均方根值对比

4.2.2 阶跃输入响应分析

4.2.3 随机路面输入时的时域响应分析

4.3 鲁棒性能对比

4.4 本章小结

第五章 控制算法的实现

5.1 半主动悬架控制系统概述

5.2 控制单元的硬件设计

5.2.1 硬件的整体框架

5.2.2 前向通道的硬件设计

5.2.2.1 MC14433芯片介绍

5.2.2.2 MC14433芯片与单片机的接口

5.2.2.3 A/D转换器的标度转换

5.2.3 后向通道介绍

5.2.3.1 步进电机的基本参数与接口

5.2.3.2 步进电机的控制信号

5.3 开发工具介绍

5.4 程序的编写

5.4.1 传递函数转换为差分方程

5.4.2 主程序的设计

5.4.3 数据采集的实现

5.4.4 步进电机的变速控制

5.5 干扰抑制

5.6 本章小结

第六章 试验验证

6.1 试验仪器

6.1.1 试验台架

6.1.2 Instron8800数控液压激振试验台

6.2 试验系统的原理

6.3 试验目的与试验内容

6.4 试验结果处理及分析

6.5 本章小结

第七章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文

附录

发布时间: 2005-10-18

参考文献

• [1].汽车半主动悬架仿真与建模实现[D]. 王丽华.大连理工大学2012
• [2].基于智能控制的汽车悬架减振性能研究[D]. 刘波.辽宁科技大学2016
• [3].汽车半主动悬架自适应模糊控制的仿真研究[D]. 徐广勇.长安大学2008
• [4].汽车悬架参数优化及仿真研究[D]. 田冬艳.沈阳工业大学2009
• [5].汽车半主动悬架模糊控制研究[D]. 张彦如.合肥工业大学2005
• [6].模糊滑模控制的研究及其在汽车半主动悬架上的应用[D]. 韩卫沙.河北工程大学2011
• [7].汽车磁流变半主动悬架的智能控制方法研究[D]. 雷蓓蓓.西安工业大学2015
• [8].汽车半主动悬架模糊控制研究[D]. 赵开林.华东交通大学2007
• [9].基于磁流变阻尼器的半主动悬架控制策略研究[D]. 胡铂.浙江大学2017
• [10].车辆半主动悬架模糊神经网络控制方法研究[D]. 黄治潭.江苏大学2003

相关论文

• [1].汽车半主动悬架模糊控制研究[D]. 赵开林.华东交通大学2007
• [2].汽车半主动悬架系统的建模研究[D]. 朱明.重庆大学2004
• [3].鲁棒控制在汽车主动悬架中的运用[D]. 许姜严.西南交通大学2005
• [4].新型汽车主动悬架系统及其鲁棒控制研究[D]. 王莹.广东工业大学2005
• [5].半主动悬架模糊动态系统设计与试验研究[D]. 周立开.江苏大学2005
• [6].汽车半主动悬架模糊控制研究[D]. 张彦如.合肥工业大学2005
• [7].基于LMI优化的主动悬架鲁棒控制研究[D]. 马苗苗.吉林大学2006
• [8].模糊控制在汽车半主动悬架中的应用研究[D]. 郭生.东北大学2006
• [9].汽车半主动悬架非线性控制方法的研究[D]. 蒋光红.重庆大学2003
• [10].车辆半主动悬架神经网络自适应控制的研究[D]. 王辉.南京农业大学2004

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