基于免疫原理的车辆主动悬架模糊PID控制的研究.pdf

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1、第24卷第1期2011年1月机电产品开发与钏新Development＆InnovationofMachinery＆Electnc',dProductsV01．24．No．1Jan．。2011文章编号：1002—6673(201I)01—012—03基于免疫原理的车辆主动悬架模糊PID控制的研究李睁，赵强，杨荣海，韩宁，杜宇(东北林业大学交通学院，黑龙江哈尔滨150040)摘要：针对可调刚度和阻尼的主动悬架，建立1／4车辆悬架动力学模型。借鉴免疫原理，结合模糊控制规律．设计了一种模糊免疫PID控制器。应用Matlab／Simulink控制系统软件进行

2、计算机仿真。仿真结果表明，具有模糊免疫PID控制器的主动悬架的控制结果明显优于常规的模糊PID控制，提高了车辆乘坐舒适性和操纵稳定性。关键词：主动悬架；模糊免疫PID；Madab／Simulink中图分类号：TP391．7文献标识码：Adoi：10．39690．issn．1002—6673．2011．01．005StudyonFussyPIDControlBasedonImmunePrinciplefortheVehicleActiveSuspensionLICheag，ZHA0Qi凹w。YANGRong-Hai．HANNing。DUYu(Tra伍

3、cCollege，NortheastForestryUniversity，HarbinHeflongjmtg150040，China)Abstract：A1／4vehiclesuspensionmathematicaldyTlamicmodelisestablishedfortheactivesuspensionwiththeadjustablestiffnessanddamping．AccordingtOtheimtTltmeprincipleandthe晒controlmhs，a脚ilqtlrlaLwlePIDcontrolmethodisde

4、signed．Thepapercorn-pletessimulationanalysisforthewholesystembyusingMadab／Simulinksoftware．P．esultsshow：the晒immunePIDcontrolissuperiortOtheusual吻PIDcontrolonactivesuspemion．Pridecomfortandhandlingstabilityareimprovedgreatly．Keywords：activesuspension；fuzzyilnITlunePID；Madab／Sim

5、ulink0引言传统被动车辆悬架的刚度和阻尼系数不可改变，减振效果难以满足现代汽车的要求。主动悬架可根据不同的路面条件、载荷质量、行驶速度等行驶丁况．实时调整悬架系统的刚度和阻尼，使整车具有更好的舒适性和操纵稳定性。目前对车辆悬架控制策略的研究采用了人工智能的方法，包括神经网络、模糊控制以及免疫控制等IJI。本文将模糊免疫P1D控制应用于悬架，该控制策略融合了PID控制和免疫控制的优点，利用Matlah／SimuliIIk软件对车身加速度、悬架动挠度及车轮动载荷等指标进行仿真研究，实现悬架系统时变性的要求。完善系统的控制性能。收稿日期：2010-1

6、1—15基金项目：中央高校基本科研业务夤专项责全(DL09CB02)；l教育部博士点基金(200802251020)：黑龙"2r-省教育厅项目J(11523006)；黑龙江省博士后启动基金项目(LBH—Q06112)；哈I尔滨市科技创新人才研究专项资金项目(2008RFQXG004)作者简介：李净(1987一)，女，硕士研究生；赵强(1971一)，男，J教授。121主动悬架数学模型的建立1．11／4主动悬架结构图研究汽车主动悬架的控制时．可以采用如图1所示的两个自由度1／4汽车力学模型振动系统。它在被动悬架的基础上增加了可控力印。(a)被动悬寨(b

7、)被动悬菜圈l1／4车辆主动悬架模型n晷lThemodelofquartervehiclead：ivesuspension图中，m．一主动悬架非簧载质量(kg)；m广主动悬架簧载质量(1【g)；kl一轮胎径向刚度系数(N／m)；k厂悬架刚度系数(1Vm)；卜悬架阻尼系数(Nshn)；￡厂阻尼力(N)；忽一车身的垂直位移(m)；Zl一车身的垂直位移·开发与创新·(n1)；zo-路面激励(m)。1．21／4主动悬架数学模型根据牛顿第二定律．得到描述系统运动的微分方程：mlzi=-k,(zl-zo)+c(zz'-zI)+k2(za-z1)一fd⋯1．．．

8、LlJIm2z2=-c(z2-zI)一k2(z2一z1)一fd取系统状态向量X=【zl，7,2，zI，z2]T输出向量Y=