主动悬架控制策略介绍
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浅析汽车底盘主动悬架控制方法汽车底盘主动悬架控制方法是指通过车辆悬架系统中的传感器、执行器和控制单元等设备,实现对悬架系统的主动调节和控制,以提高车辆操控性能、乘坐舒适性和安全性。
随着汽车科技的不断发展,底盘主动悬架控制技术已经成为了现代汽车的标配之一。
本文将从工作原理、控制方式和应用范围等方面逐一进行深入分析,以便读者更好地理解和掌握这一重要的汽车技术。
一、工作原理底盘主动悬架控制系统的工作原理主要通过悬架系统中的传感器实时感知车辆行驶状况和路况,将这些信息传输到控制单元,然后由控制单元根据预设的控制策略来调节悬架系统的工作状态,从而实现对车辆悬架系统的主动控制。
具体来说,底盘主动悬架控制系统通常包括以下几个基本组成部分:1.传感器:一般包括车辆姿态传感器、悬架行程传感器、车速传感器、路面传感器等,用于感知车辆行驶状况和路况。
2.执行器:一般包括气压悬架、电磁悬架、液压悬架等,用于根据控制单元的指令对车辆悬架系统进行动态调节。
3.控制单元:一般包括主控制器和执行控制器等,用于接收传感器的信号、根据预设的控制策略生成控制指令,并将控制指令发送给执行器。
通过这些组成部分的协同工作,底盘主动悬架控制系统可以实现对车辆姿态、悬架刚度、悬架高度等参数的主动调节,从而实现对车辆悬架系统的主动控制。
这样一来,车辆可以根据不同的行驶状况和路况,自动调整悬架系统的工作状态,以提高车辆的操控性能、乘坐舒适性和安全性。
二、控制方式底盘主动悬架控制系统的控制方式主要包括主动悬架控制、半主动悬架控制和预测悬架控制等几种基本方式。
2.半主动悬架控制:半主动悬架控制是指控制单元根据传感器感知到的车辆行驶状况和路况,通过执行器对悬架系统进行动态调节,但是在这种方式下,悬架系统的动态调节范围和速度相对较小,不能完全实现对车辆悬架系统的主动控制。
3.预测悬架控制:预测悬架控制是指控制单元通过对路况和行驶状况进行预测,提前生成控制指令,并将控制指令发送给执行器,以预测性地对悬架系统进行动态调节,从而提高车辆的操控性能和乘坐舒适性。
浅析汽车底盘主动悬架控制方法随着汽车技术的不断发展,汽车底盘主动悬架系统已经逐渐成为了一种常见的装备。
这种系统可以根据车辆当前的驾驶状态和路况来主动调节悬架硬度,提升行车舒适性和稳定性。
在本文中,我们将对汽车底盘主动悬架控制方法进行一个浅析。
一、主动悬架原理主动悬架是指车辆悬挂系统具备主动调节功能,通过传感器感知车身运动状态,再根据实时数据调节悬架系统的工作参数,实现对车身姿态和路面适应性的主动调节。
主动悬架主要包括主动减振和主动悬架控制两部分。
主动减振通过控制减振器的阻尼力来调节车辆的悬挂硬度;主动悬架控制则通过控制空气悬挂元件或电磁阻尼器来实现对车辆悬挂的主动调节。
二、主动悬架控制方法1. 传统悬架控制传统的悬架系统主要通过设置不同的弹簧和减振器来实现对车辆悬挂系统的调节。
这种悬架系统在工作过程中需要依靠车辆的行驶速度和路面情况来进行调节,无法实现主动的悬架控制。
因此在高速行驶和复杂路况下,传统悬架系统的性能会受到一定的限制。
主动悬架控制方法则是通过悬架系统内置的传感器和控制单元,实时感知车辆的运动状态和路面情况,并根据这些数据来主动调节悬架系统的工作参数。
目前主动悬架系统主要采用以下几种控制方法:(1)电子控制电子控制是主动悬架系统的核心技术之一,通过悬挂系统内置的控制单元收集和处理来自传感器的数据,并根据预设的悬架调节算法来控制悬挂系统的工作状态。
在电子控制技术的支持下,主动悬架系统可以根据车辆当前的行驶状态和路况主动调节悬架硬度,提升行车舒适性和稳定性。
(2)气动控制为了实现对悬架系统的精准控制,主动悬架系统还需要配备一套高效的控制算法。
主动悬架控制算法的设计主要考虑以下几点:姿态控制是主动悬架系统的重要功能之一,通过感知车辆的侧倾角和纵向加速度来调节悬架系统的工作状态,提升车辆的稳定性和操控性。
(2)路面适应(3)悬挂硬度调节主动悬架系统在汽车领域具有广泛的应用前景,目前已经成为了豪华车和高端车型的标配。
整车主动悬架系统天棚阻尼控制策略整车主动悬架系统是一种通过调节车辆悬架系统来改善车辆行驶舒适性和稳定性的技术。
天棚阻尼控制策略是整车主动悬架系统中的一个重要组成部分,它通过调节天棚阻尼器的工作状态来达到优化车辆悬架系统参数的目的。
下文将对整车主动悬架系统天棚阻尼控制策略进行详细阐述。
整车主动悬架系统天棚阻尼控制策略的目标是提高车辆的行驶舒适性和稳定性。
行驶舒适性是指车辆在行驶过程中给乘车人员带来的舒适感,稳定性是指车辆在各种工况下保持稳定的能力。
天棚阻尼器在整车主动悬架系统中起到了关键作用,它负责控制车辆的悬架系统的阻尼特性,从而通过调节车辆的垂直动态性能来改善车辆的行驶舒适性和稳定性。
在整车主动悬架系统天棚阻尼控制策略中,首先需要对车辆的动态特性进行建模和分析。
通过对车辆的动力学特性和悬架系统的特性进行建模,可以得到车辆在不同工况下的阻尼需求以及天棚阻尼器的工作要求。
然后,基于车辆建模结果,可以进一步设计天棚阻尼器的控制算法。
天棚阻尼器的控制算法旨在根据车辆的动态需求调节阻尼器的工作状态,从而使车辆在行驶过程中保持良好的舒适性和稳定性。
常见的天棚阻尼器控制算法有PID控制算法、模糊控制算法和神经网络控制算法等。
这些控制算法可以根据车辆的动态特性进行调整,以得到最佳的阻尼调节效果。
最后,在整车主动悬架系统中,还需要采用适当的传感器来获取车辆的动态信息,如车辆的加速度、车身倾斜角等,以及天棚阻尼器的状态信息。
这些传感器可以通过信号处理和滤波技术对车辆的动态特性进行准确的测量和分析,为天棚阻尼控制策略提供必要的输入。
总之,整车主动悬架系统天棚阻尼控制策略是一项关键的技术,它通过调节车辆的悬架系统参数来改善车辆的行驶舒适性和稳定性。
在整车主动悬架系统中,需要建立车辆的动态模型、设计合适的控制算法,并采用适当的传感器来获取车辆的动态信息。
通过有效的天棚阻尼控制策略,可以优化整车主动悬架系统的性能,提高车辆的行驶舒适性和稳定性。
汽车主动悬架控制策略综述摘要首先介绍了主动悬架的发展情况和应用情况,然后引入了作性能分析所需的车辆主动悬架动力学模型,以1/4动力学模型为基础,得出了运动微分方程以及控制状态方程组。
最后,介绍了现在流行的主动悬架控制策略,包括PID 控制、鲁棒控制、神经网络控制、滑模变控制、模糊控制和自适应控制。
关键词:主动悬架;控制策略Automotive Active Suspension Control StrategiesAbstract:Firstly, introducing active development and application of suspension, then introduced as the performance required for the analysis of vehicle active suspension dynamics model, through 1/4 kinetic model, derived differential equations of motion and control state equations .At last,Introduced the now popular active suspension control strategy,including PID control, robust control, neural network control, sliding mode control, fuzzy control and adaptive control.Keywords:Active Suspension;Control Strategy0 引言传统的被动悬架的刚度和阻尼是按经验或优化设计的方法确定的,在汽车行驶过程中其性能是不变的,也是无法进行调节的。
虽然随着近年来,悬架在设计和工艺上得到不断改善,实现了低成本、高可靠性的目标,但无法彻底解决平顺性和操纵稳定性之间的矛盾。
汽车悬架的半主动控制系统MATLAB/SIMULNK仿真S0705234 沙小伟摘要:分析当前轿车的悬架系统,对之进行简化。
首先建立其1/4模型,利用仿真软件MATLAB里面的附件Simulink对悬架的简化模型进行仿真,考察其加速度,输出位移等特性。
在此基础上进一步建立悬架系统的1/2模型,继续考察车身的加速度,输出位移,转角等系列特性。
Simulink软件在整个的仿真过程中显示出强大的能力。
关键词:汽车悬架,半主动控制,仿真Abstract: Analyze the suspension system of modern car, and then simplify it. First the model was analyzed with 2 degrees of freedom by the software simulink. Based on this, and then building 12 degrees of the suspension system. Inspect the acceleration and rotation angle and some other characters. In the whole process, the software simulink displayed powerful capacity.Keywords: car suspension,semi – active control, simulation引言汽车悬架系统简介。
悬架系统是车辆的一个重要组成部分。
车辆悬架性能是影响车辆行驶平顺性、操作稳定性和行驶速度的重要因素。
传统的被动悬架一般由具有固定参数的弹性元件和阻尼元件组成,被设计为适应某一种路面,限制了车辆性能的进一步提高。
20世纪70年代以来工业发达国家就已经开始研究基于振动主动控制的主动、半主动悬架系统。
近年来随着电子技术、测试技术、机械动力等学科的快速发展,使车辆悬架系统由传统被动隔振发展到振动主动控制。
《基于智能控制的汽车主动悬架控制策略研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展,汽车主动悬架系统已经成为现代汽车安全与舒适性的重要组成部分。
通过采用先进的控制策略,主动悬架系统可以有效地提高车辆的行驶稳定性、乘坐舒适性以及操控性能。
本文将重点研究基于智能控制的汽车主动悬架控制策略,旨在为汽车悬架系统的优化设计提供理论依据和技术支持。
二、汽车主动悬架系统概述汽车主动悬架系统是一种具有自适应能力的悬架系统,通过传感器实时监测路面状况和车辆运动状态,采用先进的控制算法对悬架进行实时调整,以实现最佳的行驶性能。
与传统的被动悬架系统相比,主动悬架系统具有更高的灵活性和适应性。
三、智能控制在汽车主动悬架系统中的应用智能控制技术在汽车主动悬架系统中发挥着重要作用。
通过采用先进的控制算法和传感器技术,实现对车辆运动状态的实时监测和调整。
常见的智能控制策略包括模糊控制、神经网络控制、遗传算法等。
这些控制策略可以根据不同的道路条件和驾驶需求,对悬架系统进行实时调整,以实现最佳的行驶性能。
四、基于智能控制的汽车主动悬架控制策略研究(一)控制策略设计本文提出一种基于模糊控制的汽车主动悬架控制策略。
该策略通过建立模糊控制器,实现对车辆运动状态的实时监测和调整。
模糊控制器采用输入输出映射的方法,将传感器采集的信号进行模糊化处理,然后根据预设的规则进行决策,最后输出控制信号对悬架系统进行调整。
(二)仿真分析为了验证所提出的控制策略的有效性,本文采用仿真分析的方法。
通过建立车辆动力学模型和主动悬架系统模型,对所提出的控制策略进行仿真测试。
仿真结果表明,该控制策略可以有效地提高车辆的行驶稳定性、乘坐舒适性以及操控性能。
五、实验验证与结果分析为了进一步验证所提出的控制策略的实用性,本文进行了实验验证。
通过在实车上进行实验测试,对比传统被动悬架系统和所提出的主动悬架控制策略在不同道路条件下的性能表现。
实验结果表明,所提出的基于智能控制的汽车主动悬架控制策略在提高车辆行驶稳定性、乘坐舒适性以及操控性能方面具有显著优势。
《基于智能控制的汽车主动悬架控制策略研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展,人们对汽车行驶的平稳性、安全性和舒适性要求日益提高。
主动悬架系统作为汽车的重要组成部分,对提升车辆行驶性能和驾驶体验具有重要意义。
智能控制技术的发展为汽车主动悬架控制策略的优化提供了新的途径。
本文将重点研究基于智能控制的汽车主动悬架控制策略,以提高汽车的行驶性能和驾驶舒适性。
二、汽车主动悬架系统概述汽车主动悬架系统是一种具有自适应能力的悬架系统,能够根据道路状况和车辆行驶状态实时调整悬架参数,以改善车辆的行驶性能和驾驶舒适性。
主动悬架系统通常由传感器、控制器和执行器等部分组成,其中控制器是核心部分,对悬架系统的性能起着决定性作用。
三、智能控制在汽车主动悬架系统中的应用智能控制技术如模糊控制、神经网络控制、遗传算法等在汽车主动悬架系统中得到了广泛应用。
这些智能控制方法能够根据不同的道路状况和车辆行驶状态,实时调整悬架参数,以实现最优的悬架性能。
1. 模糊控制模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法,能够处理不确定性和非线性问题。
在汽车主动悬架系统中,模糊控制能够根据传感器采集的信号,实时调整悬架的阻尼、刚度等参数,以改善车辆的行驶性能和驾驶舒适性。
2. 神经网络控制神经网络控制是一种模拟人脑神经网络结构的控制方法,具有自学习和自适应能力。
在汽车主动悬架系统中,神经网络控制能够根据大量的驾驶数据和道路信息,自主学习并优化悬架参数,以实现更好的行驶性能和驾驶舒适性。
3. 遗传算法遗传算法是一种模拟自然进化过程的优化算法,能够在复杂的非线性系统中寻找最优解。
在汽车主动悬架系统中,遗传算法能够根据车辆的行驶状态和道路状况,寻找最优的悬架参数组合,以实现最佳的行驶性能和驾驶舒适性。
四、基于智能控制的汽车主动悬架控制策略研究针对不同的道路状况和车辆行驶状态,本文提出了一种基于智能控制的汽车主动悬架控制策略。
该策略采用模糊控制、神经网络控制和遗传算法等多种智能控制方法,根据传感器采集的信号实时调整悬架参数。
浅析汽车底盘主动悬架控制方法
在汽车底盘中,悬架系统起着承载车身及保证车辆行驶稳定的重要作用。
传统的悬架系统通常是被动式的,无法根据路面状况做出及时的反应,且对车身及乘客的舒适性、稳定性和操控性的改善效果也有限。
因此,研究底盘主动悬架控制方法对于提升汽车性能和安全性具有重要意义。
底盘主动悬架控制方法主要包括三种:视觉反馈控制、学习型控制和预测控制。
视觉反馈控制方法指利用摄像头等装置采集路面的图像信息,再通过控制算法分析图像信息和车身姿态,实现悬架系统的主动调节。
学习型控制方法则利用神经网络等模型进行学习和模拟,根据模型得出通过悬架系统控制器实现对车身姿态和路面响应的主动控制策略。
预测控制方法利用车辆的预测模型做出对未来路面状况的预测,再通过控制算法实现悬架系统的主动调整。
在实际应用过程中,底盘主动悬架控制方法的具体实现方式也有多种,常见的有主动式悬架、半主动式悬架和电液液压式悬架。
主动式悬架是指利用电机等设备直接控制悬架系统的扩展和压缩,实现车身姿态和路面反馈的实时调整。
主动式悬架通常具有响应速度快、自由调整的优点,但成本较高,对整车系统的影响也比较大。
半主动式悬架是指利用电磁阻尼器等装置对悬架系统进行主动控制,实现车身姿态的调整,但半主动悬架的调节范围较窄,对车辆行驶的效果和安全性改善效果有限。
总体来说,底盘主动悬架控制方法的实现需要根据车辆的使用环境和应用需求进行不同的选择和改进。
未来随着科技的发展与汽车技术的不断创新,底盘主动悬架控制方法将会不断地改进和完善,进一步提升汽车性能和乘坐舒适性。
主动悬架控制策略介绍【摘要】悬架是现代汽车最重要的组成之一,悬架结构的选用,不但在很大程度上决定了汽车平顺性的优劣,而且随着汽车速度的提高,对于与行驶速度密切相关的操纵稳定性的影响也越来越大。
因此,设计优良的悬架系统,对提高汽车产品质量有着极其重要的意义。
悬架系统的研究由来已久,悬架系统按照控制原理和控制功能可以分为被动、半主动、主动悬架,这些悬架在性能上有很大的差别。
由于主动悬架不但能很好地隔离路面振动,而且能控制车身运动,比如启动和制动时的俯仰、转弯时的侧倾等,另外还可以调节车身的高度,提高轿车在恶劣路面的通过性。
因此对主动悬架的研究吸引了一大批工程师对其投入研究,各种控制方法和作动器也被相继研究出来,本文主要对这些方法进行一些简介,以供同行参考研究并对其中的最优控制算法的LQG控制器进行探讨。
【关键词】主动悬架LQG控制器单轮模型Introduction of active suspension control strategy Abstract Suspension is one of the most important parts in the modern automobile, the suspension structure, not only largely determines the quality and ride comfort of the vehicle, with the vehicle speed, closely related to the speed of handling and stability and have greater influence. Therefore, it is very important to design a good suspension system to improve the quality of automotive products. Suspension system has been studied for a long time. The suspension system can be divided into passive, semi-active and active suspension according to the control principle and control function. The active suspension can not only well isolated vibration, but also can control the body motion, such as pitching and turning starting and braking when the roll, also can adjust body height, increase the car in bad road through sex. So the research of active suspension has attracted a large number of engineers for its investment in research, various control methods and actuators have been studied in this paper, some of these methods, for reference and Research on LQG controller on the optimal control algorithm is discussed.Key words Active suspension The LQG controller The single wheel model1.主动悬架的几种控制策略1.1天棚阻尼器控制方法(Skyhook Control)天棚阻尼器控制理论是由Karnopp提出,在主动悬架的控制系统中被广泛采用。
天棚阻尼器控制设想将系统中的阻尼器移至车体与某固定的天棚之间。
就主动悬架而言,也就是要求有执行机构产生一个与车体的上下振动绝对速度成比例的控制力来衰减车体的振动。
传统的被动悬架可以认为是带阻尼器的双质量振动系统,当考虑到带宽和系统的共振特性时,传统被动悬架性能不能令人满意。
但带天棚阻尼器的汽车悬架,只要合理选择参数,可彻底消除系统共振现象。
1.2随机最优控制方法(Linear Quadratic Gaussian)通过建立系统的状态方程式提出控制目标及加权系数,然后应用控制理论求解出所设目标下的最优控制方案。
较天棚阻尼器控制方法而言,它对系统中更多的变量的影响加以考虑,因而控制效果更好[14-17]。
一方面由于在不平路面上行驶的汽车所处的振动环境是随机的,其路面速度的输入可以看作是滤波高斯白噪声;相互冲突的悬架系统诸性能要求也可以用二次型性能指标描述,其中的加权系数代表各性能要求重要性程度。
另一方面是由于LQG理论为状态反馈和输出反馈控制系统的设计提供了非常完善的工具。
1.3预见控制方法(Forecast Control)天棚阻尼器控制方法和最优控制都是根据实时道路和车辆的状态反馈而决定控制力,而预见控制方法却对即将出现的情况加以考虑以进一步提高系统的控制性能。
当遇到较大或突变干扰时,由于系统的能量供应峰值和元件响应速度的限制,很可能无法输出所需的控制力而达不到希望的控制效果。
而预见控制方法,由于通过某种方法提前检测到前方道路的状态和变化,使系统有余的采取相应的措施,有可能降低系统的能量消耗且大幅度改善系统控制性能,取得一举两得的效果。
1.4自适应控制方法(Adaptive Control)自适应悬架系统可看作一个可自动改变其控制律参数以适应于车辆当前的工作条件的控制系统。
自适应的基本思想是根据系统当前输入的相关信息,从预先计算并存储的参数中选取当前最合适的控制参数。
其设计的关键是选择能准确、可靠地反映输入变化的参考变量。
只要变量选择得当,控制器即可快速,方便地相应改变控制参数以适应当前输入变化。
1.5神经网络控制(Neural Networks Control)近年来,采用神经网络的控制方法已日益引起人们的重视,神经网络具有自适应学习,并行分布处理和较强的鲁棒性、容错性等特点,因此适合于对复杂系统进行建模和控制。
可以建立一种神经网络自适应控制结构,有两个子神经网络,其中一个神经网络对于系统进行在线辩识。
在对被控对象进行在线辩识的基础上,应用另一个具有控制作用的神经网络,通过对控制网络的权系数进行在线调整,控制器经过学习,对悬架系统进行在线控制,使系统输出逐渐向期望值逼近。
1.6模糊控制(Fuzzy Control)模糊控制已被应用在车辆悬架系统中,其特点是允许控制对象没有精确的数学模型,使用语言变量代替数字变量,在控制过程中包含有大量人的控制经验和知识,与人的智能行为相似。
模糊控制的悬架系统在较强的路面激励千扰下,仍能保持一定的控制效果,具有较强的鲁棒性。
1.7鲁棒控制(Robust Control)在可控悬架上应用鲁棒控制是为了针对系统的不确定性进行悬架的分析和设计,也就是说,在保证闭环系统各回路稳定的条件下,对系统进行优化,从而使系统在存在参数变化、建模误差、测量噪声和外界扰动输入的情况下,保证闭环系统的稳定性,并进一步实现系统的鲁棒性能。
无论针对简单的四分之一车模型,或是二分之一车模型,还是针对考虑了液压做作动器动态特性的整车模型;无论是针对某个参数还是某些参数不确定性进行的理论分析,都充分表明了鲁棒控制理论在主动悬架设计方面的优越性。
2.本文研究内容本文将主要对主动悬架的控制策略进行了研究,通过建立悬架系统单轮车辆动力学模型,通过部分状态反馈的最优控制方法的应用,进行主动悬架的最优控制方面的研究。
此外根据当前的研究热点并结合广为使用的PID 控制探讨主动悬架的PID 控制。
本文将利用MATLAB-SIMULINK建立了系统的仿真模型,以悬架的三项性能指标的均方根为衡量标准,通过滤波高斯白噪声输入,给出几种主动悬架控制能力的对比分析。
本文具体研究内容如下:1.分别建立基于被动悬架和主动悬架车辆单轮模型,研究路面激励的构造方法。
2.研究主动悬架的随机线性最优控制方法,讨论全状态反馈和非全状态反馈的控制器设计方法。
3.分析主动悬架PID 控制和模糊控,结合PID控制研究主动悬架的PID 控制策略。
4.利用MATLAB-SIMULINK 建立仿真模型,对不同的控制策略进行仿真分析,得出悬架的性能指标实验数值。
3. 基于被动悬架的1/4 车辆二自由度模型分析悬架对行驶平顺性的影响时,一般采用所示的两自由度振动模型,它既能反映车身部分的0.5-2HZ 动态特性,也反映了车轮部分在10-16HZ 范围内产生高频共振时的动态特性,更接近于汽车悬架系统的实际情况。
图1单车被动悬架模型由此建立一个具有主动悬架系统的车辆动力学模型,如图 1 所示。
根据牛顿定律,得出系统的运动方程为:)((K -())(Mx t ''''''w b s g w w b s w wb s w b s x x K x x x x K mx x x C x x K -+--=-+--=))(路面输入模型采用一个符合高斯(正态)布的滤波白噪声,即:w U G x f x g g 000'22ππ+-=式中:g x ——路面位移; 0G ——路面不平度系数; 0U ——车辆前进速度;w ——均值为零的高斯白噪声; 0f ——下截至频率。
选取g wb w b x x x x x ,,,,''为状态变量,则状态向量x 为:),,,,(''g w b w b x x x x x x =则可得到状态空间方程:DWCX Y BW AX +=+='X其中:⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=0200001000001-C C 0-C C -A f m K m K K m K m m m K m K m m w t w t s w s w s w s b s b s b s b s π ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=V G B 020000π;⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=00000011000011000K -K -C C -C t t b s b s b s b sK K m m m m ;⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=00000D ;路面输入模型采用高斯白噪声输入矩阵为))((t w w =,被动悬架系统的状态变量图如图 2.3 所示。