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1、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造第8期32MachineryDesign&Manufacture2011年8月文章編號：1001—3997(2011)08—0032—02基于遺傳整定的主動(dòng)懸架模糊PID控制設(shè)計(jì)術(shù)劉紅光肖湘陳士安陸森林王東(江蘇大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院，鎮(zhèn)江212013)DesignoffuzzyPIDcontrolforactivesuspensionbasedongeneticalgorithmLIUHong-guang，XIAOXiang，CHENShi—an，LUSen-lin，WANGDong(SchoolofAutomobileandTra
2、fficEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China)【摘要】針對車輛主動(dòng)懸架模糊PID控制設(shè)計(jì)，提出了一種利用遺傳算法整定模糊PID增益系數(shù)的方法?；诙杂啥鹊?／4車輛模型，根據(jù)模糊控制原理和PID控制方法，設(shè)計(jì)了主動(dòng)懸架的模糊PID控制器。利用具有全局尋優(yōu)能力的遺傳算法，以懸架二次型性能指標(biāo)為目標(biāo)函數(shù)，采用適應(yīng)性比例法確定選擇概率，整定了模糊PID的增益系數(shù)。優(yōu)化結(jié)果表明，整定后的模糊PID控制主動(dòng)懸架相對被動(dòng)懸架綜合性能良好，說明了提出的方法是有效的，對模糊PID控制設(shè)計(jì)具有重要的
3、參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：主動(dòng)懸架，I遺傳算法；模糊PID【Abstract】AmethodofsettinggaincoefficientsoffuzzyPIDbasedongeneticalgorithmisproposed-廠0，designingavehicleactivesuspensionsystemcontrolledbyfuzzyPID．Takingaone-quartervehiclewithtwodegreefreedomasanexample，afuzzy—PIDcontrollerofactivesuspensionisestabl
4、ishedaccordingtofuzzycontroltheoryandPIDcoi~trolmethod．ThenthegaincoefficientsoffuzzyPIDaresetbyapplyingge-neticalgorithmwithglobalseG2"chabilityassumingsuspensionquadraticpe~ormanceindexastarget-tion，byadoptingadaptivescalingmethodtodetermineselectiveprobability．Simulationres
5、uhdemonstratesthatthecomprehensiveperformanceofactivesuspensioncontrolledbyfuzzyPIDisbetterthanthatofpas—-sivesuspension．hisprovedthattheproposedmethodiseffective，byprovidinganimportantreferenceforfuzzy-PIDcontroldesign．Keywords：Activesuspension；Geneticalgorithm；FuzzyPID中圖分類號：
6、TH16，U463．33文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A1引言jJ懸架是車輛重要的結(jié)構(gòu)與功能部件，對車輛的整體性能影響重大?。主動(dòng)懸架是包含有源可控元件的閉環(huán)控制系統(tǒng)，可根據(jù)汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及外部輸入做出反應(yīng)，來抑制車身運(yùn)動(dòng)、車輪動(dòng)載荷、懸架動(dòng)撓度和調(diào)整車身姿勢，使汽車獲得最佳的行駛狀態(tài)。模糊PID控制是一種計(jì)算量小、魯棒性強(qiáng)的控制方法，適用于實(shí)時(shí)性強(qiáng)、工況多變的場合，文獻(xiàn)的研究結(jié)果顯示應(yīng)用于主動(dòng)懸架的模糊PID控制有良好的控制效果。模糊PID控制中的模糊規(guī)則與增益系數(shù)的選取決定了控制品質(zhì)，模糊規(guī)則主要通過圖1l／4車輛模型實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。文獻(xiàn)中都沒有說明增益系數(shù)如何選
7、取，筆者認(rèn)圖中：m廠車輪質(zhì)量，kg；m一車身質(zhì)量，kg；q—路面輸人，m；x廣車為只有對增益系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化選取，才能取得最好的模糊PID控制輪垂直位移，m；x廠車身垂直位移，m；k廠輪胎剮度，N／m；廣效果。懸架剛度，N／m；c廣__基值阻尼，N·s／m；制力輸入，N。令=(q，3，)，玎一車輪垂直運(yùn)動(dòng)速度，m／s；廣為車基于二自由度的1／4車輛模型，以懸架二次型性能指標(biāo)函數(shù)身垂直運(yùn)動(dòng)速度，m／s。則該懸架系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)空間方程為：作為目標(biāo)函數(shù)，利用遺傳算法優(yōu)化模糊PID控制的增益系數(shù)，提供一種整定模糊PID控制增益系數(shù)的方法。=A，Y=CX+DU(
8、1)0002模型建立01000l2．1主動(dòng)懸架模型其中，A=2C0C0基于1／4車輛主動(dòng)懸架建立了如圖1所示的力學(xué)模型。懸
