基于多目标动态规划优化的车辆半主动悬架系统的模糊控制

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第VI页o西南交通大学研究生学位论文基于多目标动态规划优化的车辆半主动悬架系统的模糊控制年级2006级姓名郑怡申请学位级别硕士专业应用数学指导教师赵海良教授6.2008西南交通大学硕士研究生学位论文第VI页ClassifiedIndex:SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisBasedOnMulti-ObjectiveOptimizationOfDynamicProgrammingFuzzyControlInVehiclesSemi-activeSuspensionSystemGrade

2、:2006Candidate:ZhengYiAcademicDegreeAppliedfor:Master’sDegreeMajor:AppliedMathematicsSupervisor:HailiangZhao(prof.)June2008西南交通大学硕士研究生学位论文第VI页摘要半主动悬架作为最先进的悬架系统，能根据实时工况，及时地调整阻尼或刚度，使悬架处于最优的减振状态，从而达到两者的完美结合。半主动悬架系统具有耗能少，易实现等优点，可以改善汽车行驶的平顺性和操作稳定性。近年来，人们把半主动悬架系统的研究作为悬架系统研究的重点。半主动悬架系统的研究也因此成为

3、汽车技术中的研究热点之一。对于车辆半主动悬架系统的研究，近年来一般运用比较流行的模糊控制的方法进行控制仿真。国内外在引用模糊控制策略对半主动悬架进行控制时,一般依据专家的经验来确定模糊控制器的参数,这有很大的局限性。本文将多目标动态规划的方法引入未知非线性系统的模糊控制问题，搜索该模糊控制器的最优控制规则和隶属函数的Fuzzy划分。在此基础上进一步研究局部最优与整体最优之间的关系。本文采用的是目前比较常用的四分之一车辆模型。首先通过文献所给的方程建立车辆的四分之一车二自由度悬架模型，并推导出状态方程。然后，利用Simulink仿真工具给出白噪声路面的仿真图形。在此基础

4、上，我们对车辆半主动悬架系统进行模糊控制。针对多目标优化控制问题，首先将其合理的划分为多个阶段，对于每个阶段的控制要求利用合理的决策和策略通过状态转移方程达到局部最优（指标函数），然后通过多目标动态规划优化算子得到整体最优。西南交通大学硕士研究生学位论文第VI页这样我们可以进行每个控制规则的选取和输入输出变量的选取，给出具体的控制规则和控制查询表。在Matlab软件中建立了双输入单输出的模糊控制器对车辆半主动悬架系统模型进行控制和仿真，并给出了最后的仿真结果。通过仿真结果表明该方法对于改善半主动悬架系统性能是可行的。最后，通过具体详细的阐述给出局部最优—整体最优之间的

5、一系列理论，从而达到从各个局部最优到整体最优的过渡。通过具体实例的分析，证明了该理论具有实际的可行性。本文的研究为半主动悬架系统在车辆上的实际应用提供了很好的依据，并为今后进一步开展车辆动力学性能的研究和计算机控制奠定了理论基础。所提出的局部最优—整体最优之间的一系列理论，也具有一定的最优化的理论研究价值。关键词：半主动悬架系统多目标动态规划优化模糊控制局部最优—整体最优Matlab仿真西南交通大学硕士研究生学位论文第VI页AbstractAsthemostadvancedsuspensionsystem,thesemi-activesuspensioncanadju

6、stthedampingandthestiffnesstimelyaccordingtothereal-timecondition.Thesuspensioncanbeinthebestdampingstate,inordertoachievetheperfectcombinationbewteenthedampingandthestiffness.Semi-activesuspensionsystemhastheenergyconsumptionless,achieveeasily,andotheradvantages.Itcanimprovethecar'stra

7、velsmoothlyandoperatestability.Inrecentyears,thesemi-activesuspensionsystemasthefocusofthesuspensionsystemstudy.Italsobecometheoneofthehotspotoftheautomotivetechnologyresearch.Forthestudyofthevehiclesemi-activesuspensionsystem,weusethemethodoffuzzycontrolwhichismorepopulartocon