基于simulink的主动悬架控制器建模与仿真2014

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1、基于SIMULINK的主动悬架控制器建模与仿真摘要：悬架对于个:辆的平顺性、操穂性和安企性笠都存着重要的影响。悬架对乍:G的乖⑸振动加速没的影响是悬架设计研'介的:单:点。木文在分析主动悬架的各种控制方法后，采W二內山度1M啪它车辆模糊峨性二次型Gauss(LQG)控制77法建立计算机模型在Matlab/Simulink屮进欄成优化仿真。从仿真结果分析主动妯架.®著地降低了车身的垂向报动加速度，对改善汽车行驶平顺性和提商汽车行驶安金性具宥较优的效果。关键词：主动悬架；单轮模型；LQG控制；SimulinkModelingandSim

2、ulationofactivesuspensioncontrollerbasedonSIMULINKLiuDexiong(Collegeofengineeringandtechnology.SouthwesternUniversity,Chongqing404100)Abstract：Suspensionforvehicleridecomfort,handlingstabilityandsecurityhaveimportantinfluence.Suspensiononthebodyoftheeffectofverticalvib

3、rationaccelerationistheresearchfocusofsuspensiondesign.Inthispaper,invariousanalysisofactivesuspensioncontrolmethods,withtwodegreesoffreedomand1/4singlewheelvehiclemodelandlineartwoGauss(LQG)controlmethodtoestablishacomputermodelofintegratedoptimizationsimulationinMatl

4、ab/Simulink.Fromtheanalysisofsimulationresultsofactivesuspensionsignificantlyreducesthebody’sverticalvibrationacceleration，toimprovevehicleridecomfortiindimprovevehiclesafetyiindhasbettereffectiveness.Keywords：Activesuspension;singlewheelmodel;LQGcontrol;Simulink0引言悬架系

5、统是车辆的i要部件，对于车辆的平顺性、操稳性和安全性等都冇着重要的影响，而主动悬架是悬架发展的必然方14。控制律的没计对于主动悬架性能的发挥起着熏要的作用［1］。多种控制方法已应川于主动悬架控制屮，如最优控制、预见控制、A适应控制、神经网络A适应控制、模糊控制等。传统主动悬架的设计，先是通过优化理论來设计悬架的机械结构参数，然后采川一种控制策略來设计控制器。这种设计方法把一个机械系统的设计一分为二，虽然在前沿两步设计过程中都应用/优化设计思想，但在实际中这种主动悬架却往往不能达到预期的效果。在机械结构和控制结构之间存在着错综复杂的相

6、互关系，使得结构与控制系统之间存在着某种耦合关系。因此在设计时，必须考虑这二者之间的关系，以求得全局最优参数。结构与控制的集成优化研究，国外起于20世纪80年代末、90年代初。日本学者H.Asada曾提出关于单连杆、双连杆机器手的结构和控制参数的集成优化方法［21;美国学者AntonC.Pil采用了递归实验方法对机械系统结构和控制参数进行集成优化'二ft由度1/4单轮车辆模型由于结构简单，.R.能够反映汽车的主要性能，从而得到最广泛的应川［4］。汽午:在行驶吋受到路面不T•度的激励而引起振动，而路而激励具有多样性和不确定性，这样汽车

7、的悬架系统就柯了随机扰动输人，使得悬架系统具柯一定的不确定性。另外系统传感器的景测噪声也增加了系统的不确定性。P这些不确定性，本文采用基于线性二次型Gauss(LQG)控制方法來进行集成优化研究'1建立单轮仿真系统建模根据牛顿运动定摔，建立系统的运动方程，B

8、h-K.Sxb-V⑷=-么+Ks^xb---么)⑸这里，采用一个滤波白噪声作为路血输入模型，即：+(6)式屮，^为路而垂h'J位移(m);化为路而不平系数(mVcycle)川为车辆前进速度(m/s)；w为数字期望为零的高斯噪声；A为下截止频率(Hz)。结合式4、式5和式6,将系

9、统运动方程和路Iflf输入方程写矩阵形式，既得ill系统的空间状态方程：X=AX+BU+EW(7)式中，X=(xbxwxbxwxg)7,为系统状态矢S;r=(»，(/))，为高斯白噪声输入矩陈；u=(uu(z)),为控制输入矩阵;mL