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基于路面等级聚类识别及LQR权重动态最优的主动悬架控制研究

2021-08-21张庭芳吴晓建

噪声与振动控制 2021年4期

张庭芳,伍 磊,吴晓建

(南昌大学机电工程学院,南昌330031)

悬架系统作为车辆重要组成部分,其性能的优劣直接影响车辆的乘坐舒适性、操纵稳定性以及附着安全性等动力学性能。针对被动悬架在设计后其参数和工作特性无法随工况按需调节导致道路适应性差问题,在主动悬架上增加了力发生装置,使其通过能量输入抵消路面不平度产生的冲击和振动,可维持悬架处于更佳的工作状态,成为底盘系统研究热点之一。其中,因进行主动控制时悬架系统的平顺性、悬架动挠度及车轮动变形存在一定的冲突[1],多目标最优控制能对以上性能进行合理分配,成为主动悬架控制的重要方向之一。

盛云等[2]建立了整车7 自由度悬架系统动力学模型,采用LQR算法有效地降低了车身垂直振动加速度、车身侧倾角加速度和俯仰角加速度。Bharali等[3]设计了基于LQR的模糊控制器,通过与模糊PID控制器和LQR控制器对比,基于LQR的模糊控制器效果更好。潘成龙等[4]基于车载设备-车-路耦合的9自由度主动悬架系统模型,结合最优控制原理和自适应粒子群算法设计的LQR 控制器能够全面而有效地改善车辆的垂向振动响应。杨超等[5]建立了考虑悬架电磁力波动特性的悬架系统模型,借助多目标粒子群算法对主动悬架的作动器本体结构参数进行了优化设计。Assahubulkahfi等[6]建立了整车7自由度悬架模型,对比了LQR控制及基于粒子群优化算法进行加权矩阵最优设计的LQR控制,仿真结果表明后者具有更明显的改善效果。……

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