基于干扰抑制的汽车电动助力转向与主动悬架系统的集成控制研究

【摘要】：汽车在行驶过程中受到的很多外界干扰会导致其操纵稳定性、行驶平顺性和安全性等整车性能下降。本文考虑到其中几种重要的干扰因素,结合线性和非线性H_∞控制理论,设计出电动助力转向(EPS)与主动悬架系统(ASS)的输出反馈H_∞控制器,改善了车辆的操纵稳定性、转向轻便性和行驶平顺性,同时很好地抑制了车身姿态变化。首先,建立基于横向和垂向动力学的九自由度非线性整车模型,并对该数学模型进行仿真验证。其次,考虑到非线性系统的复杂性和系统设计的局限性,将系统非线性部分视为模型的不确定性因素,选择相应的加权函数和不确定性界函数,建立增广被控对象矩阵,将鲁棒性能控制问题转化为标准的H_∞控制问题。再次,为改善车辆转向和侧风工况下的整车性能,利用L_2增益干扰抑制的方法设计出EPS与ASS的非线性输出反馈H_∞控制器,并在驾驶员-汽车-道路闭环系统中对所设计的控制器进行了仿真验证。最后,在EPS和ASS集成电控硬件系统的基础上,根据所提出的控制策略编写相应的软件,并进行了实车道路试验,试验结果再次验证了集成控制器的有效性。