汽车电控空气悬架系统的控制策略研究

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1、机械设计与制造第11期130MachineryDesign&Manufacture2012年11月文章编号：1001—3997(2012)11—0130—03汽车电控空气悬架系统的控制策略研究木张建军杨伟张本宏(合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥230009)ControlStrategyResearchofAutomotiveElectro-ControlledAirSuspensionSystemZHANGJian-jun，YANGWei，ZHANGBen—hong(SchoolofMechanical&Automotive

2、Engineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)【摘要】为了提高汽车的平顺性和操作稳定性，以某高档轿车前空气悬架系统为研究对象，给出了一种以车身高度、空气悬架刚度和阻尼为优化参数的综合控制策略。策略对车身高度的调整进行模糊变积分PID控制，对悬架的刚度和阻尼的调整采用模糊自整定PID控制。在ADAMS软件环境下构建了1，4汽车空气悬架仿真模型，并利用MATLAB软件进行仿真。结果表明该综合控制策略与对刚度和阻尼的单纯控制策略相比，在汽车行驶时更具安全性和舒适性。关

3、键词：空气悬架；ADAMS；MATLAB；综合控制；模糊自整定PID控制【Abstract】／nordertoimproveridecomfortandhandlingstabilityofcar，thefrontairsuspensionsys—temofhigh-gradecaristakenasnresearchobject．Acomprehensivecontrolstrategyisgiveninwhichbodyheight，thestiffnessanddampingofairsuspensionaretakenas

4、叩timizationparameters．BoayheighttakesfuzzyvariableintegralPIDcontrolinthestrategy,andthestiffnessanddampingusefuzzyself-tuningPIDcontro1．1／4mechanicalmodelisestablishedinADAMS，doingsimulationwithMATLAB．Theresultsshowthatcomparedwithstifnessanddampingcontrol，comprehens

5、ivecontrolmakestheCarsaferandmorecon-fortable．KeyWords：AirSuspension；ADAMS；MATLAB；BobyHeightControl；FuzzySelf-TuningPIDControl中图分类号：TH16；U463．33文献标识码：A1引言综合控制，并结合MATLAB软件进行的仿真分析。汽车悬架、发动机和变速器是汽车最重要的三大动力总成，2空气悬架动力学模型汽车悬架系统是指车轮与车身之间一切传动机构的总称，它可以设计的空气悬架主要由空气压缩机、干燥器、空气电磁阀、

6、车吸收和缓冲在不平路面上行驶产生的各种冲击和摇摆，并且将路身高度传感器、减振器、空气弹簧、及ECU单元以及各种传感器等组成。装有空气悬架的二自由度的1，4汽车模型，如图1所示。面和轮胎之间的摩擦力产生的驱动力和制动力传递给车身『1．41。随着汽车工业发展，以及人类对汽车舒适性要求的提高，传统的被动悬架、半主动悬架已经不能满足人们的需求，在此背景下主动式空气悬架应运而生。目前国内外对空气悬架的研究很多，像一些科研人员I2】i苗过电子控制空气悬架高度调节模型对同步和异步两种高度调节方式进行了研究。一些科研人员D推导了空气弹簧、高度阀、

7、连接管路子模块的力学方程，考虑了空气弹簧间气压的相互影响，提出了模块化的耦合空气弹簧悬架模型。一些科研人员同对空气悬架的刚度和阻尼进行模糊控制仿真和研究。但主要集中在对空气悬架高度的控制研究，或者对系统的刚度和阻尼进行研究，并未对这三个因素进行综合考量。汽车在整个运行过程中车身高度的调整以及悬架的刚度和阻尼的变化都会对车身的垂直加速度以及悬架的动行程等指标产生重要影响，利用ADAMS软件设计了1／4汽车空气悬架系统，并根据其动态特性，将现代控制理论运用于空气悬架控制，对空气悬架的刚度及阻尼和空气弹簧的高度进行图1空气悬架的结构简图

8、-k来稿日期：2012-01—21-k基金项目：国家自然科学基金(6O873o03)；中央高校基本科研业务费专项资金项目(2011HGBZ1325)；安徽省科技人员服务企业项目(10020203015)第11期张建军等：汽车电控空气悬架系统的控制策