汽车主动悬架控制技术与发展

主动悬架系统主动悬架是用一个有自身能源的力发生器来代替被动悬架中的弹簧和减振器。

根据作动器响应带宽的不同，主动悬架又分为宽带主动悬架和有限带宽主动悬架，也被叫做全主动悬架和慢主动悬架。

全主动悬架系统所采用的作动器具有较宽的响应频带，以便对车轮的高频共振也加以控制。

作动器多采用电液或液气伺服系统，控制带宽一般应至少覆盖0～15Hz，有的作动器响应带宽甚至高达100Hz。

结构示意图见上图。

从减少能量消耗的角度考虑，也可保留一个与作动器并联的传统弹簧，以用来支持车身静载。

主动悬架的一个重要特点就是，它要求作动器所产生的力能够很好地跟踪任何力控制信号。

因此，它为控制律的选择提供了一个广泛的设计空间，即如何确定控制律以使系统能够让车辆达到最佳的总体性能。

近二十年来，有大量关于主动悬架的研究论文及专题回顾文献发表。

研究结果表明，主动悬架能够在不同路面情况及行驶条件下显著地提高车辆性能。

主动悬架的研制工作起始于八十年代。

Lotus 制造了第一辆装有主动悬架的样车。

其系统的响应可达30Hz，它可使乘坐舒适性和转弯及制动时的车身姿态控制提高约35%。

还有一些主动悬架实施的例子，如Lotus Turbo Esprit、Damlar Benz的试验样机系统、BMW 和Ford等。

然而，由于这些主动悬架系统具有的高成本、高能耗、增加的重量及复杂程度，使主动悬架仅限于样车及一些赛车等有限的应用上。

结构上，有限带宽主动悬架通常由作动器与一个普通弹簧串联后，再与一个被动阻尼器并联构成，见上图。

这种系统在低频时（一般小于5或6赫兹）采用主动控制，而高于这个频率时，控制阀不再响应，系统特性相当于传统的被动悬架，而被动悬架在高频时的效果也比较好。

由于有限带宽主动悬架作动器仅需在一窄带频率范围内工作，所以它降低了系统的成本及复杂程度，比全主动悬架便宜得多。

尽管如此，它的主动控制仍然覆盖了主要的车身振动，包括纵向、俯仰、侧倾以及转向控制等要求的频率范围，改善了车身共振频率附近的行驶性能，提高了对车身姿态的控制，性能可达到与全主动系统很接近的程度。

汽车悬架市场发展现状简介汽车悬架是指汽车的底盘系统中的一个重要组成部分，能够减少车辆行驶时的震动和颠簸，提供良好的悬挂效果和乘车舒适性。

随着汽车工业的发展，汽车悬架市场也在不断壮大和发展。

本文将对汽车悬架市场的发展现状进行分析和展望。

汽车悬架市场规模近年来，全球汽车悬架市场规模不断扩大。

据市场数据统计，2020年汽车悬架市场总规模达到了xx亿元，预计到2025年将增长至xx亿元。

这说明了汽车悬架市场具有巨大的潜力和发展空间。

市场驱动因素技术进步推动市场发展随着汽车制造技术的不断进步，汽车悬架技术也得到了极大的改善和升级。

现代汽车悬架系统采用了更加先进的材料和工艺，通过电子控制系统能够实现自适应悬挂和智能调节，提供更好的悬挂效果和驾乘舒适性。

这些新技术的引入推动了汽车悬架市场的发展。

消费者需求的变化随着生活水平的提高，消费者对汽车悬架性能和舒适性要求也越来越高。

他们希望汽车悬架能够提供更好的负载能力、更稳定的悬挂效果和更舒适的驾乘体验。

为了满足消费者需求，汽车制造商不断研发和改进汽车悬架技术，推动了市场的增长。

市场竞争格局目前，全球汽车悬架市场竞争激烈，主要的市场参与者包括博格华纳、赛威尔、杰富特等知名公司。

这些公司凭借先进的技术和良好的市场口碑，在汽车悬架市场中占据着重要地位。

此外，一些新兴的汽车悬架企业也在不断涌现，加剧了市场的竞争。

市场发展趋势悬挂系统的轻量化设计近年来，轻量化是汽车制造业的一个重要趋势。

汽车制造商通过采用新材料和新工艺，将汽车悬架系统的重量降低，提高车辆的燃油经济性和性能。

这一趋势有利于汽车悬架市场的发展，提供更多的商机。

全球电动汽车市场的兴起随着全球对环境保护意识的增强，电动汽车市场得到了快速的发展。

电动汽车的特点是悬架系统对震动和颠簸的要求更高，这为汽车悬架市场提供了新的增长点。

预计未来几年，随着电动汽车市场的扩大，汽车悬架市场将迎来新一轮的增长。

结论总的来说，汽车悬架市场具有巨大的发展潜力。

车辆工程技术17车辆技术汽车悬挂系统的主动控制研究李庆利1,2,王　宾1,2（1.长城汽车股份有限公司;2.河北省汽车工程技术研究中心,河北 保定 071000）摘　要：主动悬挂系统对车辆的乘坐舒适度和操作稳定性是非常重要的，也是汽车工业的核心技术之一。

汽车悬挂系统这一技术主要被国外掌握和垄断，我们国家的相关部门应该加紧研究来共同推动主动悬挂的研发。

本文主要是对汽车悬挂系统的主动控制的作原理、组成和分类、优缺点和发展趋势为方向进行研究。

关键词：汽车悬挂；主动悬挂；技术现状；发展趋势 悬挂系统就是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器组成整个支持系统。

悬挂系统应有的功能是支持车身，改善乘坐的感觉，不同的悬挂设置会使驾驶者有不同的驾驶感受。

外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力，决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性，是现代轿车十分关键的部件之一。

根据控制形式不同分为被动式悬架、主动式悬架。

根据汽车导向机构不同可分为独立悬架、非独立悬架悬挂系统存在的意义有二：隔离路面的不平使行驶更舒适；行经不平路面时保持轮胎与路面接触。

1　主动悬挂系统简介 主动悬架是近十几年发展起来的、由电脑控制的一种新型悬架。

它汇集了力学和电子学的技术知识，是一种比较复杂的高技术装置。

例如装置了主动悬架的法国雪铁龙桑蒂雅，该车悬架系统的中枢是一个微电脑，悬架上的5种传感器分别向微电脑传送车速、前轮制动压力、踏动油门踏板的速度、车身垂直方向的振幅及频率、转向盘角度及转向速度等数据。

电脑不断接收这些数据并与预先设定的临界值进行比较，选择相应的悬架状态。

2　主动悬挂系统的组成和分类 主动悬挂系统的组成：以液压泵，空气压缩机等为代表的动力源；以油缸、步进电机、电磁铁等为代表的产生力及力矩的作动器；此外还有各种传感器和控制单元；有些车型还包括普通弹簧和被动阻尼器等。

主动悬挂的分类：根据不同分类方法可将主动悬挂分为不同的类型。

（1）按控制方式分类：分为机械控制悬挂系统和电子控制悬挂系统。

汽车主动悬架模糊控制方法研究在汽车领域中，主动悬架是一项重要技术，它可以根据道路状况和行驶情况智能调节汽车的悬挂系统，提升行驶舒适度和稳定性。

而在主动悬架控制中，模糊控制是一种有效的方法。

本文将介绍汽车主动悬架模糊控制方法的研究。

一、主动悬架控制及模糊控制主动悬架控制是为了解决汽车在行驶过程中因为地面不平或行驶条件不好引起的颠簸、倾斜或者过度震动等问题。

主动悬架控制智能调整汽车的悬挂高度、弹簧刚度和阻尼等，以便达到最佳的行驶状态。

而模糊控制是指在控制过程中，精确的数学模型难以建立或者已知的模型不完全时，通过对物理系统的描述进行抽象，以模糊语言描述控制问题，采用模糊规则集描述控制器，在不断优化规则的基础上不断进行决策，以达到控制效果。

二、模糊控制应用于主动悬架控制模糊控制作为一种应对模糊环境的控制方法，被广泛应用于主动悬架控制中。

在模糊控制中，通过模糊逻辑控制器控制系统的输入和输出，以实现自适应的控制策略。

通过模糊逻辑控制器建立的模糊控制系统，结合汽车传感器采集的车辆状态信息，通过模糊规则集输入汽车状态，根据规则输出悬架高度、弹簧刚度和阻尼对控制系统进行调节。

具体而言，模糊控制系统将汽车状态信息离散化，形成模糊语言，再通过模糊化运算量化状态，最终输出悬架控制指令。

三、模糊控制系统应用于主动悬架控制的优点应用模糊控制系统的主动悬架控制方法有以下优点：1. 易于建立：主动悬架控制难以使用精确的数学模型建立，而采用模糊控制可以在不需要精确的数学模型的情况下，建立一个可靠的控制系统。

2. 适应性强：模糊控制系统具有自适应性，可以根据不断变化的路况和驾驶状态来调节悬架控制指令，以达到最佳的行驶性能。

3. 优化控制效果：模糊控制系统可以利用专家规则优化控制效果，实现更加准确的控制，提高汽车的驾驶舒适性和稳定性。

四、结论在汽车主动悬架控制中，采用模糊控制方法具有可行性和优越性，将模糊控制器应用到汽车主动悬架控制中，可以使汽车在不同的行驶状况下达到最佳的行驶状态，提高汽车驾驶舒适性和稳定性。

车辆主动悬架的控制研究悬架是汽车的重要装置之一，它对汽车的平顺性、操纵稳定性、通过性等多种使用性能有着很大的影响。

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。

目前，汽车上普遍采用的是弹性元件和减震器组成的常规悬架，从控制力学的角度，将这种悬架称为被动悬架。

实践和研究结果都表明，常规悬架受到许多限制，即使采用优化方法来设计也只是将其性能改善到一定程度。

为了克服常规悬架对其性能改善的限制，在汽车中采用和发展了新型的主动悬架。

主动悬架能够根据路面情况及汽车运行的实际状态进行最优反馈控制，使汽车整体行驶性能达到最佳。

主动悬架的主要特点是能够主动提供能量，与传统被动悬架相比，其最大的优点在于具有高度的自适应性。

一、车辆主动悬架系统建模主动悬架的分析模型如图3.3所示，图中u为主动悬架执行机构的作用力。

主动悬架的运动微分方程为：⎪⎩⎪⎨⎧---==)(01..11..22x x k u x m u x m t (1)状态变量、输出向量的选取同被动悬架，且为了便于与被动悬架的比较分析，选取与被动悬架模型相同的输入信号，路面激励仍为选白噪声)(t ω，根据微分方程组（1），建立如下所示的状态方程和输出方程 ⎪⎩⎪⎨⎧+=++=Eu Cx y t D Bu Ax x )(ω。

（2）式中：⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡--=0001000000010101m k A t ；⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=121010m m B ；⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=0100D ；⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=010*********C ；⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=0012m E 汽车悬架可认为是一种连续线性的随机最优控制系统，由最优线性滤波器串接确定性调节器的最优反馈增益系数矩阵组成。

这两部分参数可分别加以确定。

对于控制要求的性能指标是二次函数积分型的调节器问题，外界干扰是高斯白噪声，综合性能指标为：dtt u t R t u t X t Q t X u J T T ⎰∞+=0)]()()()()()([)( (3)此处认为汽车主动悬架的最优控制器为一个终端时间无限的线性调节器，问题仍是寻找最优控制)(t u ，使目标函数J 取极小。

车辆主动悬架系统控制方案设计车辆主动悬架系统是一种利用电子控制和传感器技术来调节车辆悬挂系统的功能。

通过检测车辆的动态状况和路况情况，主动悬架系统能够实时调节悬挂的刚度和阻尼，提升车辆的稳定性和行驶舒适性。

本文将针对车辆主动悬架系统的控制方案进行设计，共分为传感器模块、控制模块和执行模块三个部分。

传感器模块是主动悬架系统的基础，负责采集车辆的动态信息和路况情况。

常用的传感器包括加速度传感器、角度传感器、车速传感器和路况传感器等。

加速度传感器用于检测车辆的加速度和减速度，角度传感器用于检测车辆的倾斜角度，车速传感器用于检测车辆的速度，路况传感器用于检测路面的平整度和颠簸程度。

传感器采集到的数据需要经过滤波和处理后方能使用。

控制模块是主动悬架系统的核心，负责根据传感器模块采集到的数据，进行实时的控制和调节。

控制模块包括控制算法和控制器两部分。

控制算法通常采用PID控制算法，即比例、积分、微分控制算法。

PID控制算法能够根据车辆的动态状况和路况情况，计算出合适的悬挂刚度和阻尼，以提升车辆的稳定性和行驶舒适性。

控制器通常采用微控制器或程序控制器，用于控制悬挂系统的执行器。

执行模块是主动悬架系统的实施部分，负责根据控制模块的指令，实时地调节悬挂的刚度和阻尼。

执行模块包括悬挂系统的执行器和悬挂系统的控制阀。

悬挂系统的执行器通常为液压或电液混合执行器，用于实现悬挂系统的加压或减压。

悬挂系统的控制阀用于控制液压或电液混合执行器的操作，根据控制模块的指令，调节液压或电液混合执行器的工作状态。

在车辆主动悬架系统的控制方案设计中，传感器模块负责采集车辆的动态信息和路况情况，控制模块负责根据传感器模块采集到的数据，进行实时的控制和调节，执行模块负责根据控制模块的指令，实时地调节悬挂的刚度和阻尼。

三个模块之间需要进行信息的传递和交互，以实现整个系统的协调工作。

在实际应用中，车辆主动悬架系统的设计还需要考虑到成本、可靠性和安全性等因素。

摘要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、操纵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年代工业发达国家已经开始研究基于振动主动控制的主动、半主动悬架系统。

近年来电子技术、测控技术、机械动力学等学科的快速发展，使车辆悬架系统由传统被动隔振发展到振动主动控制。

特别是信息科学中对最优控制、自适应控制、模糊控制、人工神经网络等的研究，不仅使悬架系统振动控制技术在现代控制理论指导下更趋完善，同时已开始应用于车辆悬架系统的振动控制，使悬架系统振动控制技术得以快速发展。

随着车辆结构和功能的不断改进和完善，研究车辆振动，设计新型悬架系统，将振动控制到最低水平是提高现代车辆质量的重要措施。

关键词：主动悬架控制策略模糊控制目录1 引言错误!未定义书签。

2 汽车悬架系统的类型和应用错误!未定义书签。

2.1 被动悬架 42.2 主动悬架 32.3 半主动悬架 43 各种悬架的性能比较错误!未定义书签。

4 汽车悬架系统的性能要求错误!未定义书签。

4.1 天棚阻尼与开关阻尼控制错误!未定义书签。

4.2 随机线性二次最优控制错误!未定义书签。

4.3 模糊控制错误!未定义书签。

4.4 神经网络控制错误!未定义书签。

4.5 预测控制错误!未定义书签。

4.6 滑模变结构控制错误!未定义书签。

4.7 复合控制错误!未定义书签。

5 汽车主动悬架的建模与仿真错误!未定义书签。

5.1 AMEsim软件基础错误!未定义书签。

5.2 汽车主动悬架的建模错误!未定义书签。

5.3 汽车主动悬架的模型的建立错误!未定义书签。

6 结论错误!未定义书签。

参考文献：错误!未定义书签。

1 悬架系统的类型与工作原理悬架是车架与车桥之间一切传力装置的总称，它的主要功用是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的振动，以保证汽车能平顺行驶。

具有扰动观测器的汽车主动悬架滑模控制汽车主动悬架系统是现代汽车配备的一项重要技术，它能够根据路况和驾驶习惯自动调节悬架硬度，提高行车舒适性和稳定性。

在汽车主动悬架系统中，滑模控制技术被广泛应用，而具有扰动观测器的汽车主动悬架滑模控制更是一种先进的控制策略，可以更好地应对外部扰动和系统误差，提高悬架的控制性能和稳定性。

一、汽车主动悬架滑模控制汽车主动悬架滑模控制是一种基于滑模控制理论的主动悬架控制策略，它通过引入滑模面来实现对悬架系统的控制。

滑模控制是一种针对非线性系统的控制方法，它能够在存在参数扰动和外部干扰的情况下实现系统的稳定控制。

对于汽车主动悬架系统来说，由于道路状况和行驶速度的变化，系统参数和外部干扰往往是不确定的，因此滑模控制成为一种非常适合的控制策略。

在汽车主动悬架滑模控制中，滑模面是一个被设计成能够将系统状态引导至稳定状态的曲面，通过调节系统输入来实现系统状态的稳定控制。

具体来说，对于汽车主动悬架系统来说，滑模面可以被设计成能够将悬架系统状态引导至期望的工作状态，使得悬架系统能够在不稳定的路面条件下保持稳定的工作状态，提高车辆的行驶舒适性和稳定性。

扰动观测器是一种能够实时估计系统参数扰动和外部干扰的控制器，它通过观测系统输出和输入的变化来对系统的扰动进行实时估计，并将其作为反馈信号引入到控制器中，从而提高系统对扰动的抑制能力。

在汽车主动悬架滑模控制中，扰动观测器可以用来实时估计悬架系统参数的变化和外部干扰的影响，从而提高滑模控制系统对悬架系统的控制稳定性和性能。

与传统的汽车主动悬架滑模控制相比，具有扰动观测器的汽车主动悬架滑模控制具有以下性能优势：1. 提高了系统的鲁棒性。

扰动观测器能够实时估计系统的参数扰动和外部干扰，从而能够更好地抑制系统受到的扰动影响，提高系统的鲁棒性。