车辆半主动悬架中步进电机的控制研究
车辆半主动悬架系统的分析设计及试验研究
收稿日期:199810143国家机械工业局课题(98Q K0033)和安徽省自然科学基金项目(97423001)陈无畏 合肥工业大学汽车学院 教授,230069 合肥市方锡邦 合肥工业大学汽车学院 副教授王启瑞 合肥工业大学汽车学院 副教授范迪彬 合肥工业大学汽车学院 副教授李智超 合肥工业大学汽车学院 讲师车辆半主动悬架系统的分析设计及试验研究3陈无畏 方锡邦 王启瑞 范迪彬 李智超 【摘要】 分析了车辆半主动悬架系统及可调阻尼减振器的性能,建立起数学模型,设计了可调阻尼减振器,并进行了不同道路条件下的实车行驶试验。
通过试验结果的分析比较,表明半主动悬架在提高车辆乘座舒适性方面要优于被动悬架。
叙词:悬架 道路试验 舒适性 前言车辆振动是影响行驶平顺性的主要因素。
合理地设计车辆悬架系统,可改善其行驶平顺性。
近年来,主动和半主动控制悬架系统的研究取得了较大进展。
主动悬架是通过各种反馈信息来实现悬架刚度和阻尼的调节,其执行机构选用高精度的液压伺服缸,用较多的外部动力来控制执行机构,故结构复杂,成本高。
半主动悬架系统包括一个普通弹簧和一个并联的阻尼可调减振器,通过控制阀来调节阻尼,以改善与悬架刚度的匹配。
由于它的结构较前者简单且成本较低,具有较大的实用价值。
1 数学模型111 4自由度车辆模型图1所示的带有阻尼可调的半主动悬架4自由度车辆模型,其运动微分方程为m c z βc +F ca +F ka +F cb +F kb =0I c Ηβ+l a (F ca +F ka )-l b (F cb +F kb )=0m 2az β2a -F ca -F ka +k 2a (z 2a -q a)=0m 2b z β2b -F cb -F kb +k 2b (z 2b -q b )=0(1)式中 F ca =c a (z α1a -z α2a )+u a F cb =c b (z α1b -z α2b )+u b F ka =k 1a (z 1a -z 2a ) F kb =k 1b (z 1b -z 2b )Η=z 1a -z 1b l a +l b z c =l a z 1b +l b z 1al a +l b根据可调阻尼减振器的特点,可将其看作由常规阻尼器(阻尼力为c a (z α1a -z α2a ))和变阻力阻尼器(阻尼力为可控力u a )两部分组成(或者是c b (z α1b -z α2b )+u b )。
基于磁流变阻尼器的车辆悬架半主动控制研究_间接自适应控制与实验
基于磁流变阻尼器的车辆悬架半主动控制研究——间接自适应控制与实验Ξ郭大蕾 胡海岩(南京航空航天大学振动工程研究所 南京,210016)摘 要 在分析磁流变阻尼器车辆悬架非线性特性的基础上,设计了一类神经网络间接自适应控制器,并根据系统的低频特性和作动器的快响应,实现了悬架振动的神经网络实时控制。
计算机仿真和悬架实验的结果均表明,神经模拟器能够逼近非线性系统,神经控制器能在时域和频域内以较高的精度控制悬架系统的振动。
关键词:自适应控制;神经网络;磁流变阻尼器;车辆底盘;振动控制中图分类号:T P273;U463.33;O322引 言车辆悬架是一个复杂的多自由度振动系统,行驶过程中路面的激扰、车身承受的载荷以及轮胎的状况等都是变化的,此外,半主动悬架的减振机构常常表现为非线性特性,因而悬架系统是典型的时变、非线性系统。
对于这一难以建立精确数学模型的复杂系统,其逆模型也未知,因而无法根据期望的运动指标来估计或计算控制输入。
文献[1]提出神经网络直接自适应控制,但是直接自适应控制中神经控制器的反传误差比较粗略,不能很好地跟踪系统的误差。
为了提高神经控制器反传误差接近系统输入误差的真实程度,本文设计了一类神经网络间接自适应控制器。
神经模拟器除用来模拟真实系统外,还用以逼近控制器的反传误差,来增强控制精度和控制效果。
悬架的低频响应特性和磁流变液体毫秒级的快响应,使神经网络的实现成为可能,本研究最后对悬架装置进行了振动控制实验。
1 神经网络间接自适应控制已经知道,非线性控制对象的模型未知或相当复杂,无法根据系统的理想响应y d求得相应的合适输入u d,因此不可能求得神经控制器的反传误差u d -u。
直接自适应控制方法将系统理想响应与辨识器输出之间的误差y d-y p直接作为控制器反传误差来训练控制器。
因此,这只是对u d-u的一种粗略近似。
本文提出控制器反传误差的一种精确近似,即训练辨识器时,除将实际系统输出与辨识模型输出之差反向传播调节神经辨识器的权值外,还将理想响应与系统实际输出之差通过该辨识器模型进行误差的反向传播,从而由输出误差获得输入误差的更精确近似。
浅析汽车主动悬架系统的发展和控制策略
・ ２ ９・
浅析汽车主动悬架系统 的发展和控制策略
邱 亚 宇
摘
（ 南京信 息职业技术 学院， 江苏 南京 ２ １ ０ ０ ４ ６ ） 要： 介绍 了国内外汽 车主动 悬架控 制 系统发展和 主要控 制策略 ， 重点论述 了汽车主动悬 架控制 系统的应用和发展 ， 最后列举 了
目前 主 动 悬 架 的控 制 策 略 和 优 缺 点 。
关键词 ： 主动悬架 ； 应用 ； 发展 ； 控 制策略
随着现代汽车对乘坐舒适 『 生 和行驶安全Ｊ 生的要求提高 ，设计一个 起步比较晚 其中上海交通大学、 清华大学 、 吉林大学和同济大学等科研 具有良好综合陛能的悬架成为现代汽车研究的一个重要课题。传统被 院所都开展了一些研究工作 ，对主动悬架进行 了一些理论研究和试验 动式悬架系统的弹『 生 元件其刚度和阻尼是固定值，在汽车行驶过程中 方法的研究 ，仍处于理论探索与数值模拟阶段 ，相应的试验验证比较 无法随路面状况 、 载荷和车速等因素的变化而变化。 由于悬架参数不可 少 ， 还没有进入产品研制开发阶段。 北京理工大学的章一鸣教授较早地 改变 ， 即使参数采用优化设计， 也只能对特定的激励具有最佳效果 ， 一 对主动悬架进行了理论及试验研究。 该校高志彬 、 黄志刚等人进行 了可 旦激励发生变化 ， 悬架 系统的减振效果很难维持最佳， 这一问题注定了 控减振器的性能试验研究 ，试验结果说咀昕 十的三级阻尼可调减振 被动式悬架系统的性能难以提高。近年来 ， 随着计算机技术和各种控制 器 Ｉ 生 能优于传统的被动悬架。 方法 的发展 ， 汽车主动悬架技术成为汽车技术研究的—个重要方向。 这 ２主动悬架系统的控制策略 种主动悬架系统 ，可随汽车行驶状况而自适应地通过作动器控制悬架 汽车主动悬架的研究工作包含两个方面： 一方面是执行器的开发 ， 动力响应 、 或 自动调节悬架的刚度和阻尼参数 ， 具有优 良的减振性能 ， 另一方面是控制策略的研究，两方面较好的配合才会使悬架系统的性 也有利于车辆的操纵稳定 Ｉ 生。 能达到理想的效果。 上世纪五十年代形成完整的经典控制理论， 采用频 １主 动悬 架 系统 国内外发 展状 况 率响应 法和根轨迹法这些 图解分析方法分析系统性能和设计控制装 在汽车悬架系统的发展史上 ， 是１ ９ ５ ４ 年美 国 Ｇ Ｍ汽车公司的 Ｅ 置。历史的实践汪明经典控制理论十分有效的。 ｓ ｐ ｉ ｅ ｌ Ｌ ａ ｂ ｒ ｏ ｓ ｓ ｅ 首次提出了主动悬架的概念。 雪铁龙早在 ２ ０ 世纪 ５ ０ 年 随着状态空间空间法的应用而出现的现代控制理论 ，它可以解决 代初期就将电控主动液压悬架装备在其 １ ５车型上 ， 但实现大规模的批 多输人多输出的多维空间系统 ， 研究 的系统复杂性不断提高 ， 其 已开始 量使用则是在稍后推出的 Ｄ Ｓ系列车型上Ⅲ 。 向智能控制方向发展 。目前应用于主动悬架系统的控制理论 比较多， 常 １ ９ ６ ５ 年， Ｗ． ０ ． Ｏ ｂ ｓ ｏ ｎ 和ｋ Ｒ ￣ Ａ ｌ ｌ ｅ ｎ 作了类似的研究工作。此后 ， Ｔ ． Ｈ ． 见的控制方法主要有 以下 ３ 种： Ｒ ｏ ｃ ｈ ｗ ｅ ｌ ｌ ， Ｓ ． Ｋ ｉ ｍｉ ｃ ￣和 Ｍ ． Ｌ ａ ｗ ｔ ｈ ｅ ｒ 做了用伺服机构作为主动元件的理论 ２ ． １ 天棚阻尼控制。美 国著名控制专家 Ｋ ａ ｒ ｎ ｏ ｐ ｐ 在二十世纪七十年 研究 。早期研究的主动悬架数学模型是不考虑非簧载质量和轮胎特ｌ 生 代初提出了天棚阻尼的概念。这种方法的思想就是在车身上安装一个 的单 自由度系 统 。 与车身振动速度成正比的阻尼器，使阻尼器产生的力与车身竖直方向 １ ９ ７ ６ 年Ｔ ｈ ｏ ｍｐ ｓ ｏ ｎ首先将全状态反馈最优控制理论应用于主动悬 的运动相抵抗 ， 便可以Байду номын сангаас效地防止车身与悬架发生大的共振。 这种方法 架的研究中。１ ９ ８ ４年他又利用部分状态反馈最优控制理论构造了次最 简单 ， 所需要的车身传感器数量也较少 ， 不需要非常复杂的悬架系统模 优反馈阵。 随后 ， Ｔ ｈ ｏ ｍ ｐ ｓ ｏ ｎ 和Ｐ ｅ ａ ｒ ｃ ｅ 把两个 自由度模型扩充到四个 型 ， 实现起来 比较简单 。后来 ｋ ａ ｒ ｎ ｏ ｐ ｐ 又提出了开关阻尼的概念 ， 这种 自由度模 型 。 方法是天棚阻尼的延伸 ，目前已被美 国通用汽车公司应用于某型号车 并取得了良好 的效果 。 １ ９ ８ ６ 年， Ｒ ． Ｍ． Ｃ ｈ ａ ｌ ａ ｓ ｓ ａ ｎ ｉ 研究了整车模型 的行驶 Ｉ 生能。Ｐ ． Ｂ ａ ｒ ａ ｋ和 上 ， ２ ． ２ 智能控制。 近些年来智能控制取得了很大的发展 ， 最有代表ｆ 生 的 Ｄ ． Ｈ ｒ ｏ ｖ ａ ｔ 用计算机模拟激励的方法， 比较 了主动悬架的优趱 陛。用性能 指数 １ Ｉ表示 主动 、 半主动 、 和被动 悬 架 的性能 。对 一组 特 定的 Ⅱ 加权 便是模糊控制和神经网络控制。模糊控制是由美国动控制理论专家扎 计算模拟的激励结果显示采用半主动悬架和主动悬架的车辆其各项指 德ｆ Ｌ ＾ Ａ ． ｚ ａ ｄ ａ ｈ 艉 出来的， 通过一定的发展 ， 模糊控制理论已经成为人们所 研究的一个热 门课题。在汽车悬架控制方面， Ｙ ｏ ｓ ｈ ｉ ｍ ｕ ｒ ｏ 教授将模糊控 标多下降了很多。 １ ９ ５ ５ 年法 国 Ｃ ｉ ｔ ｒ ｏ ｅ ｎ 汽车公司研制出一种液压一空气悬架系统 ， 制理论首先应用到汽车主动和半主动悬架 中。汽车悬架可以看作是用 可以使汽车具有较好 的行驶平顺性和乘坐舒适性 ，由于它的制造工序 组非线 『 生 微分方程来描述的非线性系统 ，利用模糊推理方法可推导 过于复杂 ， 最终未能普及。１ ９ ８ ２ 年美国 Ｌ Ｏ Ｔ Ｕ Ｓ 汽车公 司研制出有源主 出合适的阻尼力 ，实验结果显示采用模糊控制理论设计的控制器可使 动悬架系统 ，瑞典 Ｖ Ｏ Ｌ Ｖ Ｏ汽车公 司在其车上安装 了实验 ｆ 生的 Ｌ Ｏ Ｔ Ｕ Ｓ 主动悬架的性能得到有效提高 ， 提高了汽车行驶的平顺性 。 模糊控制和 主动悬架系统。１ ９ ８ ３年 日 本Ｔ Ｏ Ｙ Ｏ Ｔ Ａ汽车公司在 Ｓ ｏ ａ ｒ ｅ 轿车上采用了 神经网络控制能够为特殊条件下的模型处理问题提供有效的方法 。可 阻尼可调的减振器。１ ９ ８ ６年丰 田又在 Ｓ ｏ ａ ｒ ｅ 车型采用了能分别对阻尼 以认为智能控制将是 ２ １ 世纪控制领域 的核心技术 ， 智能控制的发展必 和刚度进行三级调节的空气悬架 ， １ ９ ８ ９年 Ｔ Ｏ Ｙ Ｏ Ｔ Ａ在 Ｃ ｅ ｌ ｉ ｃ ａ 车型上装 将推动科技的发展， 从而对社会进步的推动力是不可估量 的。 置了真正意义上的主动油气悬架系统 福特汽车公司在 １ ９ ８ ４年底的 ２ ． ３ 混合控制。 当前用于汽车悬架振动的控制策略比较多， 单一控制 Ｌ ｉ ｎ ｃ ｏ ｌ ｎ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ 车上 装 备 了电控 空气 悬架 系 统 ， 可 以有效 地实 现 隔 策略可以使某一控制 目标达到理想的效果 ，但很难达到多个控制 目标 振 和高 度调 整 。 同时满足要求 的要求。因为各种控制策略都有 自身无法弥补的缺陷 ， 考 １ ９ ８ ８年雪铁龙公 司正式将装备有液压悬架的 Ｘ Ｍ车型正式命名 虑到一方面则往往另一面就会有损失 。因此常将多种控制方法结合起 为第一代主动液压悬架系统，之后雪铁龙又在其生产的 Ｘ Ａ Ｎ Ｔ Ｉ Ａ系列 来对悬架系统进行混合控制 ，例如将模糊控制和神经网络控制混合设 车型装置了第二代主动液压悬架， 这一代新型主动悬架大大地提高 Ｅ — 计 应用于奔驰高级轿车和重型坦克，这种混合控制策略同样适用于汽 Ｃ Ｕ控制单元的计算速度 ， 同时有运动和舒适两种模式可供选择。到 目 车主动悬架这样复杂的非线性系统 ，仿真结果显示均能取得 良好的效 前为止，雪铁龙的主动液压悬架已发展到第三代 ，并装备于其 ｃ ５ 、 ｃ ６ 果 ， 从长远来看 ， 混合控制方法将是今后悬架控制策略研究的一个很重 系列车型上。 其第四代主动液压系统也在研发 当中 ［ ３ １ 。 ２ ０ 世纪 ９ ０ 年代 要 方 向。 日本 Ｎ Ｉ Ｓ Ｓ Ａ Ｎ汽车公司在 Ｉ ｎ ｉ ｆ ｎ ｉ ｔ ｅ Ｑ ４ ５ 轿车上也装备了液压主动悬架。 参考文献 此外 ， 德国 Ｐ ｏ ｒ ｓ ｃ ｈ ｅ 、 美国Ｆ ｏ ｒ ｄ ， 德国 Ｂ ｅ ｎ ｚ 、 通用、 克莱斯勒 、 雪铁龙 ［ １ Ⅱ ．Ｅ ｓ ｋ ｉ ，Ｓ ． Ｙ ｉ ｄ ｉ ｒ ｉ ｍ ．Ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ Ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｓ ｕ ｓ ｐ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｕｓ ｉ ｎ ｇ ａ Ｎｅ ｗ Ｒｏ ｂ ｕ ｓ ｔ Ｎ ｅ ｕ ｒ ａ ｌ Ｎｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ Ｃ
主动悬架的直线电机作动器控制系统分析
工业技术幸福生活指南 2019年第29期105幸福生活指南主动悬架的直线电机作动器控制系统分析邓 波南京王行航空附件维修工程有限公司 江苏 南京 210000摘 要：在对直线电机的直接推力进行控制的过程中，其采取的方法是以主动悬架控制系统为主，所设置的控制器主要包括了两种，分别是直线电机直接推力控制器、主动悬架最优控制器。
在结合这两种控制器时，就可以构成为主动悬架电磁作动器控制系统。
基于此，本文从主动现价最优控制器和直线电机直接推力控制器这两个方面对主动悬架的直线电气作动器控制系统进行了分析。
关键词：主动悬架；直线电机作动器；直接推力控制一、主动悬架最优控制器的设计 本文主要是对1/4车模型主动悬架控制系统的设计进行了研究分析，并且一次为基础，建立了相应的模型，针对悬架系统的设计，主要假设如下： ①不管是悬挂质量还是非悬挂质量，都是属于刚体；②在悬架系统中，具有着线性刚度的特点；③在实际工作中，对于悬架而言，不能与缓冲块发生碰撞现象；④在汽车行驶的过程中，轮胎要具备线性刚度，始终与地面进行接触。
1/4车模型的主动悬架控制系统包含了双质量，分贝为弹簧和作动器，因此又被称作为二自由度振动系统，其中对于直线交流感应电机而言，就被称作为作动器。
图中字符的含义如下： m s ——簧上质量；m u ——簧下质量；z r ——路面激励；u ——作动器所产生的电磁力；K s ——悬架刚度；z u ——非悬挂质量位移；z s ——悬挂质量位移。
按照牛顿的第二定律，在1/4主动悬架系统中，所构建的动力学方程为： ()()()u z z K z z Z m u z z K Z m r u t s u s u us s s s −=−+−+=−+K u &&&& 在动力学方程中，其中包括了状态变量和输出变量。
其中状态变量包括了s Z &、uz 、u Z &、s z ，分别表示为振动速度、非悬挂质量位移、振动速度及悬挂质量位移，由此可以知道状态向量的公式表示为：[]Tu u s Z ,z ,Z ,Z X &&s =，而对于控制输入向量，是用[]u =U 进行表示，对于路面扰动而言，表示为[]r Z W =。
车辆主动悬架最优控制
J ( u) [ X T (t )Q(t ) X (t ) u T (t ) R ( t )u (t )]dt
控制 u (t ) ，使目标函数 J 取极小。线性调节器的主要问题之一是如何选择 Q、R 阵以获得比
较满意的控制过程动态响应，计算机仿真可以解决这个问题。 在悬架设计中，为提高汽车的操纵稳定性和行驶平顺性，应使簧载质量垂直加速度、悬 架动扰度及轮胎动变形较小。此外，从实现控制的角度来看，应使所需的控制能量较小。因 此式(3)可写为
G12=(-3290*s - 7.332e004)/(s^4 + 45.36*s^3 + 5473*s^2 + 9.005e004*s + 1.179e006); G13=(s^3 + 45.36*s^2 + 2033*s + 5.386e-012)/(s^4 + 45.36*s^3 + 5473*s^2 + 9.005e004*s + 1.179e006); f(i)=abs(G11); h(i)=abs(G12); g(i)=abs(G13); i=i+1; end s=0:0.1:80; figure loglog(s,f,'-',s,h,'-.',s,g,':') legend(' 加速度',' 动扰度',' 动载荷')
( t) ，
根据微分方程组（1） ，建立如下所示的状态方程 和 输 出 方 程
。 x Ax Bu D (t ) y Cx Eu
（2）
式中：
0 0 A 0 0
1 0 0 0
《基于智能控制的汽车主动悬架控制策略研究》范文
《基于智能控制的汽车主动悬架控制策略研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，人们对汽车行驶的平稳性、安全性和舒适性要求越来越高。
汽车主动悬架系统作为提高汽车行驶性能的关键技术之一，其控制策略的研究显得尤为重要。
传统的被动悬架系统已经无法满足现代汽车的需求，而基于智能控制的主动悬架系统则能够更好地适应复杂的道路环境，提高汽车的行驶性能。
本文旨在研究基于智能控制的汽车主动悬架控制策略，为汽车悬架系统的设计和优化提供理论依据。
二、智能控制技术概述智能控制技术是一种基于人工智能、计算机技术和控制理论的技术，具有自适应、自学习和优化的特点。
在汽车主动悬架系统中，智能控制技术可以实现对车辆行驶状态的实时监测和调整，提高车辆的行驶稳定性和舒适性。
目前，常见的智能控制技术包括模糊控制、神经网络控制、遗传算法控制等。
三、汽车主动悬架系统概述汽车主动悬架系统是一种能够根据道路条件和车辆行驶状态实时调整悬架参数的系统。
与传统的被动悬架系统相比，主动悬架系统具有更好的适应性和控制性，能够更好地提高车辆的行驶性能。
主动悬架系统主要由传感器、控制器和执行器等部分组成，其中控制器是整个系统的核心。
四、基于智能控制的汽车主动悬架控制策略研究4.1 模糊控制策略模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法，具有较好的鲁棒性和适应性。
在汽车主动悬架系统中，模糊控制可以根据传感器采集的车辆状态信息，通过模糊推理方法对悬架参数进行调整，实现对车辆行驶状态的优化。
研究表模糊控制策略可以有效地提高车辆的平稳性和安全性。
4.2 神经网络控制策略神经网络是一种模拟人脑神经元工作的计算模型，具有自学习和自适应的能力。
在汽车主动悬架系统中，神经网络控制可以通过学习大量的驾驶数据，自动调整悬架参数，实现对车辆行驶状态的优化。
研究表明，神经网络控制策略可以更好地适应不同的道路环境和驾驶需求。
4.3 遗传算法控制策略遗传算法是一种模拟自然进化过程的优化算法，具有全局搜索和优化能力。
车辆半主动悬架最优控制方法研究
车辆半主动悬架最优控制方法研究车辆悬架是汽车重要的组成部分之一，其功能是支撑并缓解车身在路面行驶过程中的震动和冲击，提高行驶的稳定性和舒适性。
传统的悬架系统在一定程度上能够满足车辆的需求，但随着现代科技的不断发展，车辆悬架已经发展到了半主动悬架的阶段，能够更好地适应各种路况和驾驶需求。
半主动悬架是指车辆悬架系统能够通过传感器对车辆的运动状态进行实时监测，并对悬架的阻尼、弹性等参数进行调整，以实现优化的控制，提高车辆的操控性和舒适性。
半主动悬架的优点在于其能够根据路面情况和驾驶者的需求进行自动调节，从而达到最佳的悬架效果。
半主动悬架的最优控制方法是通过控制悬架阻尼和弹性参数来实现的。
这些参数的控制需要基于车辆的运动状态和路面情况进行实时调整。
具体来说，半主动悬架的最优控制方法包括以下几个方面：1.实时监测车辆状态和路面情况：半主动悬架系统需要通过传感器对车辆的运动状态和路面情况进行实时监测，包括车速、加速度、制动状态、路面起伏等参数。
2.悬架参数的自适应调整：根据车辆状态和路面情况的监测结果，半主动悬架系统需要对悬架的阻尼和弹性参数进行自适应调整，以达到最佳的悬架效果。
这需要先建立悬架系统的数学模型，然后通过模型预测来实现悬架参数的自适应调整。
3.控制策略的设计：半主动悬架系统需要设计合理的控制策略，以实现最优控制效果。
常用的控制策略包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
4.优化算法的应用：为了实现更好的最优控制效果，半主动悬架系统需要应用优化算法来优化控制策略。
常用的优化算法包括遗传算法、模拟退火算法、粒子群算法等。
半主动悬架的最优控制方法需要通过实时监测车辆状态和路面情况，对悬架的阻尼和弹性参数进行自适应调整，设计合理的控制策略，应用优化算法等多个方面的综合考虑，才能够实现最佳的悬架效果，提高车辆的操控性和舒适性。
未来，随着科技的不断进步，半主动悬架的最优控制方法还将不断发展和完善。
半主动悬架的自适应滑模控制算法研究
半主动悬架的自适应滑模控制算法研究摘要：本研究聚焦于半主动悬架的自适应滑模控制算法，旨在通过深入的理论分析和实验验证，提升车辆行驶的平顺性和稳定性。
半主动悬架作为一种先进的汽车悬架系统，能够通过传感器感知路面状况和车身姿态，实时调节阻尼参数，从而优化车辆性能。
而自适应滑模控制算法的应用，则能进一步提升半主动悬架的性能表现。
我们提出了一种基于改进的理想天棚系统的自适应滑模变结构控制算法。
该算法的核心在于在实际被控系统和参考模型之间的误差动力学系统中产生渐进稳定的滑模运动。
通过李雅普诺夫稳定性原理，我们证明了所设计的滑模控制算法的稳定性。
以某重型车辆为例进行的MATLAB 仿真结果显示，与传统被动悬架和最优控制相比，自适应滑模控制器能够显著改善车辆的平顺性，并对模型参数的不确定性和外界扰动展现出良好的适应性和鲁棒性。
滑模控制算法也存在抖振问题，这也是未来研究需要重点关注的方向。
为了解决这一问题，我们探讨了各种削弱抖振的方案，并在实验验证中观察到滑模控制的抖振现象相对较小，这表明所设计的滑模控制器能够很好地改善悬架性能，达到预期效果。
我们还研究了轮胎阻尼对悬架系统性能的影响，提出了一种考虑轮胎非线性阻尼的四分之一车模型。
通过在不同路面条件下的仿真分析，我们深入探讨了滑模控制和天棚控制在不同车速和路面频率下的性能表现。
本研究为半主动悬架的自适应滑模控制算法提供了深入的理论和实验支持，为进一步提升汽车行驶性能提供了新的思路和方法。
滑模控制的抖振问题仍需进一步研究和完善，以适应更复杂的道路和驾驶条件。
Abstract：This study focuses on the adaptive sliding mode control algorithm of semi-active suspension, aiming to improve the smoothness and stability of vehicle driving throughin-depth theoretical analysis and experimental verification. As an advanced automotive suspension system, semi-active suspension can perceive road conditions and body posture through sensors, adjust damping parameters in real time, and optimize vehicle performance. The application of adaptive sliding mode control algorithm can further improve the performance of semi-active suspension. We propose an adaptive sliding mode variable structure control algorithm based on an improved ideal ceiling system. The core of this algorithm lies in generating asymptotically stable sliding mode motion in the error dynamics system between the actual controlled system and the reference model. We have demonstrated the stability of thedesigned sliding mode control algorithm through the Lyapunov stability principle. The MATLAB simulation results using a heavy vehicle as an example show that compared with traditional passive suspension and optimal control, the adaptive sliding mode controller can significantly improve the smoothness of the vehicle, and demonstrate good adaptability and robustness to the uncertainty of model parameters and external disturbances. The sliding mode control algorithm also has the problem of chattering, which is also a focus of future research. To address this issue, we have explored various solutions to reduce chattering and observed in experimental verification that the chattering phenomenon of sliding mode control is relatively small. This indicates that the designed sliding mode controller can effectively improve suspension performance and achieve the expected results. We also studied the effect of tire damping on suspension system performance and proposed a quarter car model that considers tire nonlinear damping. Through simulation analysis under different road conditions, we delved into the performance of sliding mode control and canopy controlunder different vehicle speeds and road frequencies. This study provides in-depth theoretical and experimental support for the adaptive sliding mode control algorithm of semi-active suspension, and provides new ideas and methods for further improving the driving performance of automobiles. The chattering problem of sliding mode control still needs further research and improvement to adapt to more complex road and driving conditions.一、概述随着汽车工业的不断发展，对车辆行驶平顺性和稳定性的要求也在日益提高。
汽车悬架振动主动控制技术
汽车悬架振动主动控制技术摘要：汽车悬架振动主动控制技术对提高汽车安全性起着主导作用。
依据车辆运行时地面现实状况，车辆能及时造成所需要的控制能力以此来实现对车身震动的控制及最佳避震。
汽车的悬架主动控制系统能提高车辆运行中的稳定和乘客乘坐舒适感。
但在汽车主动悬架控制系统快速发展的今日，节约资源和减少噪声已经成为这一科技的新目标。
关键词：车辆；悬架；振动；积极；操纵1主动悬架和半主动悬架主动悬架以驱动力为动力驱动，由四组成，即检测系统，反馈机制，能量源和执行器。
主动悬架基本原理首先根据检测系统获得车辆振动信息，然后通过反馈机制将信息反馈到监测中心，监测中心通过加工后将信息发送给能量源，让能量对车辆施加控制能力，最后执行器对车辆加以控制从而减少悬架振动。
但这类主动悬架构造烦琐，且成本贵，运行中能耗非常多，所以，结合实际，遭受较大限制。
半主动悬架结构类型与主动悬架大部分类似，但半主动悬架应用可调式刚度弹力元器件或可调式电阻值减振器替代主动悬架内部力产生器。
这个构造比主动悬架要简单得多，并且成本费，消耗热量也存在一定程度降低，还具有较强的振动控制特性。
因此半主动悬架在汽车市场中愈来愈被人们所看重。
2悬架振动主动控制技术类型及基本概念因为现代科技飞速发展，现代汽车对主动悬架特性的技术性要求愈来愈高，要求运用现代科技并对振动控制方法和结构类型进行不断完善与升级，以满足新技术应用发展的需求，其分类方式与结构类型各类，我们主要介绍按控制能力分类将主动悬架系统划分成被动，主动与半主动3种。
被动悬架确认后，汽车行驶时没法随外部条件变化，因不能随意变更及选择参数，使被动悬架特性受到限制，因此被动悬架存有减振特性差等缺点。
半主动悬架运用扭簧与减振器的可塑性，在生产效率上和过去被动悬架有共同之处，其进步的地方便是半主动悬架减振性有所提高，其核心原理就是利用开关空气使刚度系数变化。
主动悬架系统由执行器及自动控制系统两大部分构成，可以通过传感器检测汽车行驶状况，地面系统状态，这种悬架避震能力很强，一般有2种悬架方式，一是以电动机为动力空气式主动悬架（通称燃气式主动悬架），二是在日产，丰田等一些高档汽车上运用的以继电器为动力的燃气式主动悬架（下称燃气式悬架）.油气式悬架选用连接在液压缸里的扭簧吸收因振动所引起的能量从而达到减震效果。
车辆半主动悬架最优控制方法研究
车辆半主动悬架最优控制方法研究一、引言车辆悬架系统对车辆行驶性能和乘坐舒适性有着重要影响，悬架系统的控制方法研究是提高车辆安全性能和行驶舒适性的关键之一。
车辆悬架系统的控制方式可分为主动、半主动和被动三种，其中半主动悬架系统因为具有较好的安全性能和经济性，近年来受到了研究者的广泛关注。
本文旨在研究车辆半主动悬架最优控制方法，提高车辆行驶性能和乘坐舒适性。
二、车辆半主动悬架系统车辆悬架系统主要由减震器、弹簧和悬架支撑等组成。
在半主动悬架系统中，增加了一些控制器和执行器，通过调整减震器和弹簧的刚度和阻尼来控制车辆悬架系统的状态。
半主动悬架系统根据控制方式可分为阻尼可调和弹簧可调两种。
阻尼可调悬架最早应用于赛车领域，通过控制阻尼来减小车身振动，提高行驶稳定性。
弹簧可调悬架则利用可变刚度弹簧来调整悬架系统阻尼和刚度，实现悬架系统的控制。
半主动悬架系统的控制方式有当前反馈、预测控制和模型参考控制等，其中预测控制是一种现在较为流行的控制方法。
三、车辆半主动悬架最优控制方法半主动悬架系统最优控制方法的目标是最大限度地提高车辆行驶性能和乘坐舒适性。
提高行驶性能需要控制车辆的悬架系统调整，提高车辆的悬架系统的阻尼和刚度，减小车身的姿态变化，提高悬架系统对路面的适应能力。
提高乘坐舒适性需要减小车辆悬架系统的振动，提高乘坐的平稳性和舒适性。
最优控制方法包括控制器设计和优化问题两个方面。
控制器的设计可以采用反馈线性二次型控制器，并采用Kalman滤波器估计状态变量。
为了确保悬架系统的最优性能，需要根据不同车辆和不同路面情况进行优化设计。
优化问题中，应该考虑到车辆行驶的安全性能和乘坐舒适性。
可以采用多目标优化方法，将行驶安全性能和乘坐舒适性综合考虑，在保证安全性能的前提下，最大程度地提高乘坐舒适性。
四、实验结果与分析将半主动悬架最优控制方法应用于某种车辆上，通过实验验证了该方法的有效性。
在不同路面条件下，实验结果表明，半主动悬架系统最优控制方法能够显著提高车辆行驶性能和乘坐舒适性。
基于磁流变阻尼器的汽车半主动悬架控制策略研究
基于磁流变阻尼器的汽车半主动悬架控制策略研究摘要：本文旨在研究基于磁流变阻尼器的汽车半主动悬架控制策略，探究其在汽车行驶中的稳定性和舒适性。
首先介绍了磁流变阻尼器的工作原理及其在汽车悬架系统中的应用，进一步分析了传统悬架系统的不足之处。
接下来，提出了基于磁流变阻尼器的半主动悬架控制策略——基于荷载反馈的控制策略和基于道路预测的控制策略，并分别进行仿真分析。
最后，通过实验验证了该半主动悬架控制策略在实际驾驶中的有效性和可行性。
关键词：磁流变阻尼器；汽车半主动悬架；荷载反馈控制；道路预测控制；仿真分析；实验验证。
一、绪论汽车行驶中，随着路面状态的不断变化，传统被动悬架系统无法满足不同路况下的需求，导致汽车行驶过程中的不稳定和不舒适，甚至危及行驶安全。
针对此问题，半主动悬架系统应运而生。
与传统被动悬架系统相比，半主动悬架系统能够根据路面状态的变化主动地调整阻尼力，从而提高汽车行驶的稳定性和舒适性。
其中，磁流变阻尼器作为半主动悬架系统的重要组成部分，具有优异的适应性和响应速度。
因此，基于磁流变阻尼器的半主动悬架控制策略备受关注，并取得了较好的应用效果。
二、磁流变阻尼器原理及其在汽车悬架系统中的应用磁流变阻尼器是一种利用磁场作用改变阻尼器阻尼特性的电液体阻尼器。
其主要由金属壳体、约束套、活塞、磁场线圈等部分组成。
在磁场的作用下，阻尼器内的电液体发生形变，从而改变阻尼器的阻尼特性。
磁流变阻尼器具有响应速度快、可调性强等优点，因此广泛应用于汽车悬架和减振系统中。
三、传统悬架系统的不足传统被动悬架系统仅通过弹簧和阻尼器来吸收汽车行驶中的震动，其阻尼特性通常是固定的，不能根据路面状态的变化进行调整。
这种悬架系统在路面起伏不平时，不能很好地满足行驶的需要，导致汽车行驶变得不稳定和不舒适。
因此，需要寻求一种新的悬架控制策略来改善这一问题。
四、基于磁流变阻尼器的半主动悬架控制策略半主动悬架控制技术通过调整磁流变阻尼器的阻尼特性，适应不同路况，实现汽车行驶时的平稳性和舒适性。
文献综述-汽车半主动悬架系统的研究资料
汽车半主动悬架系统减震性能研究的文献综述【摘要】：本文对汽车半主动悬架的作用和分类进行了简要介绍，结合国内外最新研究成果，重点对半主动悬架的控制方法和控制策略进行了综述，并对其研究与发展趋势进行了探讨。
【关键词】：半主动悬架，控制方法，控制策略Review on Vibration Reduction Performance of Semi-active SuspensionPan Kexian 1100103005【ABSTRACT】：the functions and kings of semi-active suspension were simply introduced. On the basis of the latest research achievements, review of control method and control strategies of semi-active suspension were emphasized，and the current development of semi-active suspension was discussed. 【KEYWORDS】：Semi-active suspension；Control method，Control strategy一、前言[1][2]车辆的悬架装置是弹性连接车身和车轮之间全部零件和部件的总称。
悬架装置主要由弹性元件、减振器和导向机构组成。
它是车辆的重要装置之一，其主要功用有三个：1、抑制、缓和由不平路面引起的振动和冲击，以保证车辆的正常行驶；2、传递作用在车轮和车架(或车身) 之间的一切力和力矩；3、保证车轮和车身之间有确定的运动关系，使汽车有良好的驾驶性能。
悬架系统减振效果对车辆行驶的平顺性、操纵的稳定性和通过性等多种使用性能有着很大的影响。
理想的悬架要求在不同的形式条件下，对乘坐舒适性和形式安全性能提供最佳匹配。
汽车半主动悬架系统的研究现状及趋势
自校正控制 ２ 种类型。模型参考自适应控制是在 外界激励条件和车辆自身参数状态发生变化时， 被控车辆的振动输出仍能跟踪所选定的理想参考 模型， 这种方法在实际中很难实现。自校正控制是 一种将受控对象参数在线识别与控制器参数整定 相结合的控制方法， 汽车的振动输出仍能跟踪所 选定的理想参考模型。采用自适应控制的汽车悬 架减振器在德国大众汽车公司的汽车底盘上得到 了应用。合肥工业大学陈无畏教授等人将自适应 控制技术应用于汽车半主动控制悬架， 在实车应 用过程中， 减振性能明显优于被动悬架。
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《 北 京 汽 车 》２００７．Ｎｏ．３
·汽 车 半 主 动 悬 架 系 统 的 研 究 现 状 及 趋 势·
在 半 主 动 悬 架 系 统 ３０ 年 的 研 究 过 程 中 ， 已
价的变流体和可以用于实时控制的高性能的微
经发表的控制研究方法几乎涉及现代控制理论
处理器等等， 都是今后努力发展的重点。
京
半主动悬架是 １９７４ 年由美国加州大学戴维
斯 分 校 机 械 工 程 系 （ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，
汽
Ｄａｖｉｓ，Ｃａｌｉｆ） Ｄ．Ｅ．Ｋａｒｎｏｐｐ 教授等提出的。尤其是
阻尼可调的半主动悬架， 由于结构简单， 耗能很
车
小， 可根据汽车行驶状态和道路激励大小主动作
车身状态传感 器（ 车 高 、车 速 、 加 速 度 、转 向 盘 转 角 、节 气 门 位 置等传感器）
系统理想模型为基础， 忽略了高阶动态环节， 如
而连续变化， 其结构简单， 制造成本低， 且无液压
车 架 、轮 胎 的 高 阶 模 态 等 ， 只 能 在 特 定 的 状 态 下
阀的振动、冲击与噪声， 无须复杂的驱动机构， 作
汽车半主动悬架控制策略研究
汽车半主动悬架控制策略研究引言随着车辆性能和安全要求的不断提高，汽车悬架系统的控制策略成为了研究的焦点之一、半主动悬架系统是一种利用电控阻尼机构来调整悬架刚度和阻尼的悬架系统，在提高车辆操控性能的同时也能提高乘坐舒适度。
本文将对半主动悬架系统的控制策略进行详细阐述和研究。
一、半主动悬架系统概述半主动悬架系统是一种通过调整悬架系统的刚度和阻尼来适应不同驾驶条件的悬架系统。
相比于传统的被动悬架系统，半主动悬架系统具有更高的悬架效率和更好的车辆操控性能。
半主动悬架系统通常由电液或电磁调节阻尼器、传感器和控制器组成。
二、半主动悬架系统的控制策略半主动悬架系统的控制策略主要包括基于前馈控制和反馈控制的方法。
1.前馈控制前馈控制是通过预先规划的动作来控制悬架系统的刚度和阻尼。
前馈控制可以根据车辆的加速度、刹车、转向等信号提前调整悬架系统的刚度和阻尼，以提高车辆的操控性能和乘坐舒适度。
例如，在车辆急刹车时，可以通过增加悬架系统的刚度和阻尼来提高制动效果和稳定性。
2.反馈控制反馈控制是根据实时的车辆状态和环境信息来调整悬架系统的刚度和阻尼。
反馈控制通常采用模糊控制、PID控制或基于模型的控制方法。
这些方法可以通过将车辆的状态与期望的状态进行比较来实现悬架系统的调整。
例如，在车辆通过不平路面时，反馈控制可以根据车辆的垂直加速度和悬架行程来调整悬架的刚度和阻尼，以提高乘坐舒适度。
三、半主动悬架系统的优势与应用半主动悬架系统相比于传统的被动悬架系统具有以下优势：1.提高悬架效率：半主动悬架系统可以根据实时的驾驶条件和车辆状态来调整悬架的刚度和阻尼，以提供最佳的悬架效果。
2.改善车辆操控性能：半主动悬架系统可以根据不同驾驶需求提供不同的悬架刚度和阻尼，以提高车辆的操控性能和稳定性。
3.提高乘坐舒适度：半主动悬架系统可以根据路面状况和车辆状态调整悬架的刚度和阻尼，以提供更好的乘坐舒适度。
半主动悬架系统广泛应用于高档轿车、SUV和跑车等车型。
主动悬架电机泵工作原理
主动悬架电机泵工作原理主动悬架是一种在汽车和摩托车上广泛应用的高级悬架系统，它采用了电子控制单元来调节悬架的硬度和高度，以提供更舒适的行驶体验和更好的操控性能。
而主动悬架电机泵则是主动悬架系统中的重要组成部分，其工作原理对整个悬架系统的性能起着决定性的作用。
本文将详细介绍主动悬架电机泵的工作原理及其在车辆悬架系统中的作用。
一、主动悬架电机泵的结构与组成主动悬架电机泵是一种集成了电机和泵的装置，通常由电动马达、泵体、压力调节阀、液压油箱等组件组成。
它能够通过电动马达提供动力来驱动液压泵，从而产生液压力以调节悬架的工作状态。
泵体内充满了专用的液压油，液压油的流通和泵体的工作通过电动马达来控制，压力调节阀则可调节液压油的压力，以实现对悬架系统的硬度和高度的调节。
二、主动悬架电机泵的工作原理主动悬架电机泵的工作原理主要是通过电动马达带动泵体进行液压泵工作，并通过液压系统调节悬架的工作状态。
当系统接收到来自车辆传感器或车辆控制单元的信号时，电动马达会根据信号的要求来启动或停止，以调节液压泵的工作状态。
液压泵开始工作后，液压油在系统中的流动将导致悬架的硬度和高度产生相应的变化。
而压力调节阀则可以根据系统的需求来调节液压油的压力，以满足悬架系统的工作要求。
三、主动悬架电机泵在汽车悬架系统中的作用主动悬架电机泵在汽车悬架系统中发挥着关键的作用，它能够通过控制液压系统的工作状态来调节悬架的硬度和高度，从而实现车辆在不同路况下的平稳性和舒适性。
在遇到颠簸路面时，主动悬架电机泵可以让悬架系统变得更加柔软，以提供更好的减震效果；而在高速行驶时，它又可以让悬架系统变得更加硬朗，以提供更好的操控性能。
主动悬架电机泵通过调节悬架系统的工作状态，能够让车辆在各种路况下都能够保持最佳的行驶状态。
四、主动悬架电机泵的发展趋势随着汽车科技的不断进步，主动悬架电机泵也在不断地进行创新和改进。
未来，随着电动汽车的普及和自动驾驶技术的发展，主动悬架电机泵可能会进一步整合到整车控制系统中，以实现更加智能化的悬架调节。
汽车半主动悬架系统的控制内容
汽车半主动悬架系统的控制内容
汽车半主动悬架系统的控制内容包括以下几个方面：
1. 实时监测：悬架系统通过传感器实时监测车辆的动态信息，包括车速、转向角度、加速度、制动力等。
这些数据可以帮助系统判断当前行驶状态和路面状况。
2. 路面感知：悬架系统通过传感器感知路面状况，如颠簸、凹凸不平等情况，并将这些信息传递给控制单元。
3. 控制算法：悬架系统根据实时监测的数据和路面感知信息，通过控制算法计算最佳的悬架调节策略。
这个算法可以根据不同的行驶情况和路况动态调整，以提供最佳的悬架调节效果。
4. 悬架调节：悬架系统通过控制电磁阀、阻尼器或空气弹簧等调节装置，实现对悬架硬度、阻尼力等参数的调节。
根据控制算法计算的结果，系统可以动态调整悬架的工作状态，以提供更好的悬架控制性能。
5. 悬架模式选择：半主动悬架系统通常具有不同的工作模式，如舒适模式、运动模式等。
用户可以根据自己的需求选择合适的模式，控制系统会根据选择的模式来调节悬架的工作状态。
总的来说，汽车半主动悬架系统的控制内容主要包括实时监测车辆和路面信息、路面感知、控制算法、悬架调节和悬架模式选择等方面，以提供更好的悬架控制性能和乘坐舒适性。
汽车半主动悬架技术研究综述
摘 要 综述国内外汽车半主动悬架技术研究的最新进展。着重介绍半主动悬架 目前常用的几种基本力学模型
及其考虑各种因素影响修正模型 ； 细分析具有弹性元件 的刚度 系数 和 （ ） 详 或 阻尼 系数可 调的几 种典 型减振 环节的研 究 开发现状 ； 及其用于检测汽 车运行状 况的各种功能 的专用传感 器性 能 ； 析和论 述半主 动悬架所 涉及到 的三大类控制 策 分
２ 半主动悬架可调控减 振环节
半主动悬架是指悬架 的减振器的阻尼系数和弹性 元件的刚度 ， 可以根据需要进行调节 。目前 ， 主动 半 悬架研究主要集中在调节减振器的阻尼系数方面。 ２ １ 可控 阻 尼器 ． 减振器阻尼系数的调节分为有级可调与无级可调 两类 。 ２ １ １ 有 级 可调 阻尼 器 ．． 通过某种驱动方式开启／ 闭控制 阀的阀门， 关 使阻 尼在几个离散的阻尼值之 间实现快 速切 换 （ 切换时 间 通常为 １ ２ ｍ ） ０～ ０ ｓ 。有级可调减振器 的结构 及控制 系 统相对简单 ， 但在适应 汽车行驶 工况及其道路条件变 化方面 ， 有一定 局限性。其未来发展 关键是提 出先进 的阀技术 ， 增加阻尼变化档数 ， 缩短切换时间。 ２ １２ 无 级 可调 阻尼 器 ．． 无级可调阻尼器 的阻尼系数可在一定范围 内连续 变化 ， 它包括节流孔径调节 和电／ 磁流变液粘性调节两 种形 式 。 ２ １ ２ １ 节流孔 径 调节 ．．． 通过 步 进 电机 驱 动 阻 尼 器 的 阀杆 ， 续 调 节 阻尼 连 器节 流 阀的通 流 面积 来 改 变 阻 尼 ， 流 阀可 采 用 电磁 节 阀或其他形式 的驱动 阀来 实现。这类减 振器 的主要 问题是 ： 节流阀结构复杂 ， 制造成本高。
１ 半主动悬 架力学模 型
半主动悬架的研究现状与发展趋势
半主动悬架的研究现状与发展趋势
朱华
悬架系统是汽车的重要组成部 分之一。汽车悬架系统是指连接车 身和车轮之间全部零部件的总称， 主要由弹簧、减震器和转向机构三 大部分组成，其作用是传递作用车 轮和车架之问的一切力和力矩，并 且缓和由不平路面传给车架（或车 身）的冲击载荷，衰减由此引起的 目前，在半主动悬架的控制研究中， 以对阻尼控制的研究居多。阻尼可 调半主动悬架又可分为有级可调半 主动悬架和连续可调半主动悬架， 有级可调半主动悬架的阻尼系数只 能取几个离散的阻尼值，而连续可 调半主动悬架的阻尼系数在一定的 范围内可连续变化。 会发生显著的变化，将其作为减震 液，只需通过改变电场强度，使电流 变液体的粘度改变，就可改变减振 器的阻尼力。 电流变减振器的阻尼可随电场 强度的改变而连续变化，无须高精 度的节流阀，结构简单，制造成本较 低，且无液压阀的振动、冲击与噪 声，不需要复杂的驱动机构，作为半 主动悬架的执行器是一个非常好的 选择。但电流变液体存在如，电致屈 服强度小，温度工作范围不宽，零电 场粘度偏高，悬浮液中固体颗粒与 基础液体之间比重相差较大，易分 离、沉降，稳定性差，对杂质敏感等
磁流变液
５０～１ ００ ３～４ １ ５０～２５０
架研究具有一定困难。
２．５神经网络 神经网络是近２０年 来迅速发展起来的一门 新兴交叉学科，它是以
不能有杂质
一２５～１２５ຫໍສະໝຸດ 多数杂质无影响—４０～１５０
结构破坏
材料饱和性
万方数据
２００９－４破｛Ｉ妊３９
本科毕业论文汽车主动控制悬架系统研究
1.2 悬架系统的性能要求
车辆动力学模型是进行性能分析和系统设计的基础，下图说明了与车辆行驶动力学 有关的重要性能特性。
在有限的悬架工作空间内，设计师必须为驾驶员和乘客提供良好的乘坐舒适性、可 接受的车身姿态、以及对车轮动载荷的合理控制。
(3) 悬架的动行程要控制在允许的范围内，以尽量保证不发生限位块撞击所引起的 对人和货物的冲击；
(4) 从舒适性和稳定性考虑保证良好的车身姿态； (5) 此外，还需考虑再结合其它控制系统的情况下的车辆总体性能的要求，如结合 自动防抱死系统（ABS）、牵引力控制系统（TCS）和四轮转向系统（4WS）等在不同车 辆工况下（如启动、制动、转弯时），仍需保证对车身的方向控制和姿态控制，或根据 需要提供各轮胎的载荷分布，同时提供良好的乘坐舒适性。 以上要求在车辆参数变化时也同样需要保证（如车身载荷或轮胎垂直刚度在一定范 围内变化）。但是对这样的理想悬架设计期望似乎过于苛求。而实际上在通常的悬架设 计中，上述各项要求及性能之间存在着冲突与矛盾。比如在一个低刚度的软悬架能获得 较好的乘坐舒适性，但同时需要较大的悬架空间又带来较差的车身姿态控制；而为了保 证较好的操纵稳定性，使车辆在转弯、起动和刹车时车体的点头、后坐较小，又要求车 辆具有较“硬”的特点。在实际中，车辆行驶在一个多变的环境中，可能包括不同的路面 输入（如不同的车速和路面不平度），不同的车辆工况（如车辆在加速、制动、转弯时 等工作情况），而且车辆参数本身也可能发生变化（如随乘员和货物的多少而改变的车 身质量，以及随车速和温度、胎质而改变的轮胎刚度等）。因此，悬架设计师要对以上 变化因素给予充分考虑。多年来，车辆工程师们正是通过反复不断的探索，使其设计性 能尽量体现对以上各因素合理的折中，以及对不同性能的要求及侧重，以实现尽可能的 综合。
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研 制 了半 主动 悬 架 步 进 电机 控 制 系统 并 进 行 了 台架 试 验 。结 果 表 明 所 建 的 模 型 正 确 ，控 制 系 统 有 效 实 现 了对 半 主 动
悬架 的控 制 ，验 证 了步 进 电机 控 制 方 案 的 可 行 性 。 关键 词 ：半 主 动 悬 架 ；步 进 电机 ；控 制 ；Ａ Ｅ ｉ Ｍ Ｓ ｍ 中 图 分 类 号 ：Ｔ ８ ． Ｍ３３ ６ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章编 号 ：１０ —８８ ２ １ ）２００ —３ ０ １６ ４ （０ １ ０ —１ １０
Ａ ｈ ｉ ｒｖ ｃ ， ｎ ｕ ｎ ｉ ｅｉ ｎｖｒｔ ，Ｗｕ ｕＡ ｈ ｉ ４ ０ ０， ｈｎ ；２ ｃ ｏｌｆＭｅｈ ｔ ｎｃ ｎ ｕ Ｐｏｉ ｅ Ａ ｈ ｉ ｇｎ ｒ ｇ Ｕ ｉ ｓｙ ｎ Ｅ ｅ ｎ ｅｉ ｈ ｎ ｕ ２ １０ Ｃ ｉａ ．Ｓ ｈｏ ｏ ｃａｒ ｉ ｏ ｓ
车lc控制步进电机步进电机的控制方法步进电机控制三菱plc控制步进电机arduino控制步进电机plc控制步进电机实例步进电机控制器说明书
第４ ４卷
２１ ０ １年
第 ３期
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车 辆 半 主 动 悬 架 中步 进 电 机 的控 制 研 究
诸 志 龙 ，牛 礼 民
（ ．安徽工程大学 安徽 省电气传动与控制重点实验 室 ，芜湖 １
２ 安徽 工业 大学 机 械 工 程学 院 ，马鞍 山 ． ２３ ０ ） ４ ０２
２ １０ ； ４ ０ ０
摘
要 ：根 据 车 辆 底 盘 系统 动 力 学 方 程 ，对 半 主 动 悬 架 进 行 了简 易 高 效 的 Ａ Ｅ ｉ 建 模 。 基 于 微 处 理 器 Ｃ ０ １０ ０ Ｍ Ｓ ｍ ８ ５ Ｆ ２
传 统 的被 动悬 架 由于 刚度 和 阻 尼 无 法 调 节 ，不 能 满
足 复 杂 路 况 的 自适 应 要 求 ¨ ，半 主 动 悬 架 Ｓ Ｓ Ａ
（ ｅ ｉ ｃ ｖ ｕｐ ｎｉ ） Ｓ ｍ — ｔ ｅＳ ｓｅ ｓ ｎ 可调节 阻尼 或刚 度 ，能改 善 Ａ ｉ ｏ 和提 高车辆 的行 驶 平 顺 性 和 安 全性 ，在 现 代底 盘 中
０ 引 言
悬架 在底 盘 行驶 系 中扮 演 重 要 角 色 ，是 车 辆 行 驶 中 的减振 保稳 部件 ，直接 决定 着 平顺 性 和舒 适 性 。
１ 半 主动 悬 架控 制 模 型
二 自由度 １４ Ｓ Ｓ模 型 见 图 １所 示 ，Ｓ Ｓ由不 ／ Ａ Ａ 变 刚度 弹簧 和可调 阻 尼减振 器并 联而 成 。
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｎ Ｓｔｐ Ｍ ｏ ｏ ｎｔｏ ｆＶｅ ｃｅ Ｓｅ ｉａ ｔｖ ｓ ｎ ｉｎ ｓａｃ ｏ ｅ ｔ ｒ Ｃｏ ｒ ｌｏ ｈｉｌ ｍ － ｃｉ ｅ Ｓｕ ｐｅ ｓｏ
ＺＨＵ ｉｏ ｇ Ｚｈ ｌｎ ， ＮＩ Ｌｉ ｎ Ｕ ｍｉ
（ ． Ｔ ｅｋｙｌｂｒｔｒｓ ｏ ｌ ｔ ｃｙｔ ｎｍｉｉ ｎ ｏ ｔ ｌｆ １ ｈ ｅ ｏａｏｉ ｒ ｅ ｒ ｉ ａ ｓ ｓ ｏ ａ ｄ ｃｎｒ ａ ｅｆ ｅ ｃ ｉｔ ｒ ｓｎ ｏｏ
的应用 越来 越广 Ｌ， ｊ ３ 。 ￣
步进 电机 是 Ｓ Ｓ阻尼 可 调减 振 器 的重 要 执行 元 Ａ 件 ，通 过控 制步 进 电机 的转 向 和转 角 ，带 动 与 其 连 接 的阀芯杆相 应 转 动 ，使 减 振 液 节 流 口面积 发 生 改 变 进而导 致悬 架 阻 尼 力 的改 变 ，实现 阻尼 的半 主动 可 调 。本 文 以步进 电机 控 制 为 研 究 对 象 ，进 行 了仿
图 １ １４Ｓ Ｓ模 型 ／ Ａ
真建 模 ，开发 了控 制 系统 并 进 行 了 台架试 验 。通 过 分 析半主 动悬架 对 车 辆 性 能 的影 响验 证 研 究 方 法 的
可行性 。
图 中，ｍ。 分 别 表 示 轮 胎 和 １４车 身 的 质 、ｍ ／
量 ；后、 分别 为轮 胎和 悬架 的刚度 系数 ；Ｃ 示减 表