车辆主动座椅悬架的天棚反步控制器设计
2018-08-30赵强,张娜
噪声与振动控制 2018年4期
赵 强,张 娜
(东北林业大学 交通学院,哈尔滨 150040)
车辆座椅悬架系统的振动影响到汽车行驶平顺性和乘坐舒适性。为了使座椅悬架系统达到良好的减振性能,主要从以下两个方面对其进行改进,一是优化被动悬架,但是效果有限;二是采用主动悬架并设计性能优良的控制器[1],能使座椅悬架减振性能有较大提升。悬架模型是主动悬架控制器设计的基础,在国内外建立的悬架动力学模型中,较常见的主要有2自由度的1/4车辆模型、4自由度的1/2车辆模型及7自由度的整车模型等[2]。本文将在2自由度的1/4车辆模型基础上构建包含车辆悬架的3自由度座椅悬架模型。在主动座椅悬架的控制方面采用不同的控制策略,主动悬架所能达到的减振效果也存在很大差异,因此可以说控制方法实际是主动悬架的核心。目前针对主动悬架提出的控制策略包括:PID控制[3]、天棚阻尼控制[4]、最优控制[5]、自适应控制[6]、模糊控制[7]、神经网络控制[8]、crone控制[9]等。其中天棚(Sky-Hook)控制由于其算法简单,工程中易于实现,在主动、半主动悬架控制中被广泛应用。
反步法(即反演法或backstepping法)一般与Lyapunov型自适应律相结合使用,就是将控制律和自适应律综合起来考虑,使整个闭环系统动态性能和静态性能达到预期要求。该方法由Ioannis Kanellakopoulos等于1991年在参考文献[10]中首先提出,反步控制在很大程度上可以改善线性系统和某些非线性系统的过渡过程。在釆用反步法实施控制的过程中,始终以函数的收敛性为目标,不断地化繁为简,巧妙地将复杂的非线性系统逐步分解成不超过原系统阶数的若干个子系统。……
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