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1、主動懸架控制策略介紹【摘要】懸架是現代汽車最重要的組成之一,懸架結構的選用,不但在很大程度上決定了汽車平順性的優(yōu)劣,而且隨著汽車速度的提高,對于與行駛速度密切相關的操縱穩(wěn)定性的影響也越來越大。因此,設計優(yōu)良的懸架系統(tǒng),對提高汽車產品質量有著極其重要的意義。懸架系統(tǒng)的研究由來已久，懸架系統(tǒng)按照控制原理和控制功能可以分為被動、半主動、主動懸架,這些懸架在性能上有很大的差別。由于主動懸架不但能很好地隔離路面振動,而且能控制車身運動,比如啟動和制動時的俯仰、轉彎時的側傾等,另外還可以調節(jié)車身的高度,提高轎車在惡劣路面的通過性。因此對主動懸架
2、的研究吸引了一大批工程師對其投入研究，各種控制方法和作動器也被相繼研究出來，本文主要對這些方法進行一些簡介，以供同行參考研究并對其中的最優(yōu)控制算法的LQG控制器進行探討。【關鍵詞】主動懸架LQG控制器單輪模型IntroductionofactivesuspensioncontrolstrategyAbstractSuspensionisoneofthemostimportantpartsinthemodernautomobile,thesuspensionstructure,notonlylargelydeterminesthequ
3、alityandridecomfortofthevehicle,withthevehiclespeed,closelyrelatedtothespeedofhandlingandstabilityandhavegreaterinfluence.Therefore,itisveryimportanttodesignagoodsuspensionsystemtoimprovethequalityofautomotiveproducts.Suspensionsystemhasbeenstudiedforalongtime.Thesuspe
4、nsionsystemcanbedividedintopassive,semi-activeandactivesuspensionaccordingtothecontrolprincipleandcontrolfunction.Theactivesuspensioncannotonlywellisolatedvibration,butalsocancontrolthebodymotion,suchaspitchingandturningstartingandbrakingwhentheroll,alsocanadjustbodyhe
5、ight,increasethecarinbadroadthroughsex.Sotheresearchofactivesuspensionhasattractedalargenumberofengineersforitsinvestmentinresearch,variouscontrolmethodsandactuatorshavebeenstudiedinthispaper,someofthesemethods,forreferenceandResearchonLQGcontrollerontheoptimalcontrola
6、lgorithmisdiscussed.KeywordsActivesuspensionTheLQGcontrollerThesinglewheelmodel1.主動懸架的幾種控制策略1.1天棚阻尼器控制方法(SkyhookControl)天棚阻尼器控制理論是由Karnopp提出,在主動懸架的控制系統(tǒng)中被廣泛采用。天棚阻尼器控制設想將系統(tǒng)中的阻尼器移至車體與某固定的天棚之間。就主動懸架而言,也就是要求有執(zhí)行機構產生一個與車體的上下振動絕對速度成比例的控制力來衰減車體的振動。傳統(tǒng)的被動懸架可以認為是帶阻尼器的雙質量振動系統(tǒng),當考慮到帶
7、寬和系統(tǒng)的共振特性時,傳統(tǒng)被動懸架性能不能令人滿意。但帶天棚阻尼器的汽車懸架,只要合理選擇參數,可徹底消除系統(tǒng)共振現象。1.2隨機最優(yōu)控制方法(LinearQuadraticGaussian)通過建立系統(tǒng)的狀態(tài)方程式提出控制目標及加權系數,然后應用控制理論求解出所設目標下的最優(yōu)控制方案。較天棚阻尼器控制方法而言,它對系統(tǒng)中更多的變量的影響加以考慮,因而控制效果更好[14-17]。一方面由于在不平路面上行駛的汽車所處的振動環(huán)境是隨機的，其路面速度的輸入可以看作是濾波高斯白噪聲；相互沖突的懸架系統(tǒng)諸性能要求也可以用二次型性能指標描述，其
8、中的加權系數代表各性能要求重要性程度。另一方面是由于LQG理論為狀態(tài)反饋和輸出反饋控制系統(tǒng)的設計提供了非常完善的工具。1.3預見控制方法(ForecastControl)天棚阻尼器控制方法和最優(yōu)控制都是根據實時道路和車輛的狀態(tài)反饋而決
