半主动悬架模糊PID控制器设计及仿真分析
2021-09-10业红玲王鹏飞
重庆科技学院学报(自然科学版) 2021年4期
关键词:控制策略
王 琳 业红玲 王鹏飞
(蚌埠学院 机械与车辆工程学院, 安徽 蚌埠 233030)
悬架是汽车车架与车桥或车轮之间的连接装置,用来缓冲路面不平引起的冲击和振动,保障汽车平顺行驶[1]。悬架的性能对车辆操纵稳定性、乘坐舒适性和行驶安全性的影响较大。被动悬架结构简单、成本低廉,在车辆装置上应用普遍,但因阻尼器无法调节,不能很好地适应各种路况。研究人员尝试了多种方法来改善被动悬架使用性能,如利用具有非线性刚度的弹簧,加入车身高度可调节系统。这在一定程度上提升了悬架系统的减振性能,但是仍不能改变被动悬架无法适时调节参数的根本缺陷。而半主动悬架的出现,正好弥补了此缺陷。通过控制系统,适时改变悬架的阻尼系数和刚度系数,使悬架系统适应路面激励的变化,从而达到良好的减振效果[2-5]。半主动悬架的优势是,既结合了被动悬架结构简单的优点,同时又具有参数可调的控制效果[6]。汽车半主动悬架的控制策略主要有PID控制、鲁棒控制、天棚阻尼控制、模糊控制、自适应控制、滑模变结构控制、模糊PID控制等。模糊PID控制的抑制扰动能力良好,调节时间短,综合了多项性能指标[7-9]。因此,本次研究采用模糊PID控制策略,优化模糊规则以实时调整PID控制参数,在Matlab/Simulink模块中设计模糊PID控制器,并利用Adams仿真软件建立汽车1/4半主动悬架模型。
1 车辆悬架系统建模
以某轿车为研究对象,建立二自由度1/4半悬架模型。该模型中设有2个自由度,分别为簧上质量的垂直运动和非簧载质量的垂直运动;……
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