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《山东理工大学》 2009年
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汽车主动悬架模型跟踪变结构控制研究

王亮  
【摘要】: 随着汽车车速的进一步提高,人们对汽车的乘坐舒适性提出了更高的要求。传统的被动悬架一经设计,系统参数不能改变,限制了汽车性能的进一步提高。而主动悬架有外界向其提供能量,并能连续调节能量流,以适应广泛的外部干扰,从而能很好地满足汽车舒适性的要求。主动悬架设计的核心是控制策略,其有效性以及相关数据处理方案的好坏关系到主动悬架系统性能的优劣。考虑路面干扰的复杂性和被控对象中存在不确定性,本文研究了汽车主动悬架的模型跟踪变结构控制。 本文首先论述了如何将滑模变结构控制理论应用于模型跟踪控制系统设计,即模型跟踪变结构控制系统的设计原理。依据汽车系统动力学理论,分别建立了简易程度不同的三种悬架模型,即线性二自由度、线性四自由度及非线性二自由度悬架模型,以及国家标准路面输入模型。 然后,建立了以最优控制方法为基础的独立式主动悬架,并将其作为参考模型,结合模型跟踪变结构控制理论,分别设计了三种模型情况下的主动悬架控制器。 最后,在matlab/simulink环境中建立三种不同模型的主动悬架系统以及被动系统的仿真模型。仿真结果表明,与被动悬架相比,主动悬架系统各指标都有明显的改善,大大提高了汽车舒适性能。另外,所设计主动悬架控制器不仅响应速度快,跟踪性能好,而且鲁棒性能优越,对于被控系统参数的改变不敏感。 本文研究表明,基于模型跟踪变结构控制理论设计主动悬架控制器是行之有效的,为主动悬架的进一步研究提供了有价值的理论参考。
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