车辆主动悬架系统及其控制方法

汽车主动悬架系统的控制方法综述
马硕;李永明;伊曙东
【期刊名称】《控制工程》
【年(卷),期】2024(31)4
【摘要】汽车主动悬架系统是车辆结构的重要组成部分之一,良好的汽车主动悬架系统可以大幅度提高汽车整体的稳定性和安全性。

因此,针对几类典型汽车主动悬架系统的控制方法进行综述。

首先,介绍汽车主动悬架系统模型和路面输入模型,包括四分之一主动悬架系统模型、二分之一主动悬架系统模型和随机路面模型。

然后,阐述现有的典型控制方法对提升几类汽车主动悬架系统性能的影响。

最后,总结并指出主动悬架系统的研究发展方向和趋势。

【总页数】8页(P695-702)
【作者】马硕;李永明;伊曙东
【作者单位】辽宁工业大学电气工程学院;辽宁航天凌河汽车有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TP18
【相关文献】
1.汽车半主动悬架系统的并联协调控制方法
2.汽车主动悬架系统及其控制方法
3.混合教学模式在药理学理论课程中的应用效果
4.基于思维导图的小学语文阅读教学策略
5.汽车主动悬架系统抗干扰控制方法
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

1.主动悬架控制模型的建立车辆悬架系统是一个多输入多输出的系统。

它具有整车、1／2车辆和1／4车辆模型。

根据本文研究的性质和为了研究的方便，以车辆1／4模型作为研究对象(图1)，它是一个二自由度的线性系统。

根据图1所示，主动悬架系统的运动方程为式中：M b为1／4车身质量；M w为车轮质量；U为控制器产生的作用力；K t为轮胎刚度；x0为路面的扰动输入；x1为车轮垂直位移量；x。

2为车身垂直加速度。

其状态方程与输出方程可写成如下形式：取状态变量X=(x2-x1，x。

2，x0—x1，x。

1)T作为状态变量，把系统运动方程写为矩阵形式：选取Y=[x。

2，x2-x1，x0—x1，k t(x0—x1)]T为输出变量。

这样主要考虑研究车辆平顺性时比较方便，故选取车身垂直加速度x。

2、悬架的动扰度x2-x1、车轮的跳动量x0—x1和车轮动载荷k t(x0—x1)为输出变量。

故得输出矩阵根据现代控制理论，对系统方程寻求控制U使二次型目标函数取最小值的问题就是二次型最优控制问题。

在悬架的设计中，必须综合考虑轮胎的接地性、车身的加速度及悬架的动挠度。

线性二次型最优控制可以借助加权系数，对各种性能指标进行综合考虑，取，为LQG控制器的性能指标。

在此三项的平方和中，以车身加速度x。

2为基准，系数取1，q1，q2的值是相对x。

2来说的，分别是轮胎动位移和悬架动挠度的加权系数。

根据最优控制理论，式(5)写成标准二次型的形式式中：Q为状态变量的加权矩阵，R为控制变量的加权矩阵。

其中这里，q l和q2为加权系数。

矩阵Q的大小与轮胎动位移加权系数q1和悬架动挠度加权系数q2有关，q l和q2取不同的值就意味着对不同的分量加不同的加权系数。

当某个分量要特别约束时，我们就可以增大此分量的权系数，若此分量对所要研究的问题影响无足轻重时，则可以设它的加权系数为零。

因此，正确选取加权矩阵的值是十分重要的，不同的加权系数对系统的特性具有不同的影响。

主动悬架技术的分析主动悬架技术（Active Suspension System）是一种通过控制车辆悬挂系统来适应路面状况和车辆动态特性的先进技术。

这种技术通过感知路面情况，对悬挂系统进行实时调节，从而提高车辆的乘坐舒适性、稳定性和操控性能。

本文将对主动悬架技术的原理、优势、应用以及发展方向进行分析。

首先，主动悬架技术的原理是通过传感器感知车辆运动状态和路面情况，然后将这些信息发送给控制器。

控制器根据接收到的信息实时计算出最佳悬挂特性，并通过液压、电动或者电磁力等方式对悬挂系统进行调节。

这种实时调节能够使车辆的悬挂系统更好地适应路面情况，保持车身平衡，减少车身摇晃和侧倾，提高乘坐舒适性和操控性能。

相比于传统悬挂系统，主动悬架技术具有以下几个优势。

首先，它能够大幅度提升乘坐舒适性。

传统悬挂系统在通过减震器提供悬挂刚度时，需要在舒适性和操控性之间找到一个平衡点。

而主动悬架技术通过实时调节悬挂特性，可以根据路面状况和车速自动调整刚度，使乘坐更加平稳舒适。

其次，主动悬架技术能够提高车辆的稳定性和操控性能。

主动悬架系统可以根据车速、转向角度、加速度等参数来实时调节悬挂刚度和阻尼，从而减少车身的侧倾和悬挂系统的回弹，提高车辆的稳定性和操控性能。

尤其在高速行驶和急转弯等情况下，能够更好地保持车辆的平衡和稳定。

此外，主动悬架技术还具有适应性强和可调节性好的特点。

悬挂系统可以根据路面状况的变化实时调整刚度和阻尼，因此可以适应各种路况和行车状态。

而且，主动悬架系统通常可以提供多种不同的悬挂模式，驾驶员可以根据自己的需求选择不同的模式，如舒适模式、运动模式等，从而调节悬挂特性，以适应不同的行车场景。

主动悬架技术在汽车行业的应用前景广阔。

目前，该技术已经在一些高端汽车中得到应用，如宝马、奔驰等。

随着技术的发展和成本的降低，预计主动悬架技术将逐渐普及到中低端汽车中。

尤其在城市交通日益拥堵的情况下，乘坐舒适性和操控性能将成为消费者购车的重要考虑因素，从而推动了主动悬架技术的市场需求。

《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。

具有扰动观测器的汽车主动悬架滑模控制
汽车主动悬架系统由电液式悬架、电器控制单元和传感器组成。

系统的目标是通过悬架的主动控制，使车辆在行驶过程中能够保持良好的悬架工作状态，并提高车辆的舒适性和稳定性。

滑模控制是一种基于系统状态面的控制方法，通过设计一个滑模面来控制系统的输出，使其追踪给定的参考输出。

滑模控制具有很强的鲁棒性，能够在系统参数变化和外部扰动存在时保持较好的控制性能。

在汽车主动悬架系统中，由于模型参数难以精确得到并且存在外部环境扰动，滑模控制会受到很大影响，导致控制性能下降。

引入扰动观测器来估计和抵消模型误差和外部扰动是一种有效的策略。

扰动观测器是通过观测系统输出和参考输出之间的误差来估计模型误差和外部扰动的。

然后，将估计值与滑模控制器输出相加，得到最终的控制输入，使系统输出能够快速收敛到预期值。

为了验证具有扰动观测器的汽车主动悬架滑模控制方法的性能，可以使用
Matlab/Simulink进行仿真实验。

通过构建汽车主动悬架系统的模型，设置合适的模型误差和外部扰动，可以得到系统的输出和参考输出，并计算出控制误差。

然后，分别比较具有扰动观测器的滑模控制和传统滑模控制的性能差异。

仿真实验结果表明，具有扰动观测器的滑模控制方法能够有效抵消模型误差和外部扰动的影响，提高系统的控制性能。

具有扰动观测器的汽车主动悬架滑模控制方法是一种有效的控制策略，可以提高汽车悬架系统的控制性能。

通过设计合适的扰动观测器，能够准确估计和抵消系统的模型误差和外部扰动，使系统输出能够快速收敛到预期值。

该方法可以在实际汽车悬架系统中得到应用，并为提高汽车行驶舒适性和稳定性提供技术支持。

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。

全主动悬架名词解释一、什么是全主动悬架全主动悬架（Active Suspension）指的是一种利用电子、液压、气压等技术对汽车悬挂系统进行实时调节的装置。

该装置可以通过感应车体动态状态并根据之前预设的计算机程序来调整车身姿态、减震效果等，从而提供更好的悬挂性能和驾乘舒适度。

二、全主动悬架的工作原理全主动悬架系统由多个传感器、控制单元和执行器组成。

以下是全主动悬架的工作原理：2.1 传感器•加速度传感器：用于感知车辆的加速度，可以测量车辆的垂直加速度、前后加速度以及侧向加速度。

•车身倾斜角度传感器：用于感知车身的倾斜角度，可以测量车辆的横摆角度和俯仰角度。

•路面传感器：用于感知路面的不平度，可以测量路面的凹凸度和坡度。

2.2 控制系统全主动悬架的控制系统由控制单元和计算机程序组成。

它接收传感器传递的数据，并根据预设的计算机程序进行实时计算和分析。

控制系统可以根据路面状况和车辆状态，调整悬挂系统的参数，如阻尼、弹簧刚度等。

2.3 执行器执行器是全主动悬架系统中的执行部件，它们通过电子、液压、气压等方式对悬挂系统进行实时调节。

执行器可以根据控制系统的指令，调整悬挂系统的状态，包括悬挂高度、刚度、减震力等。

三、全主动悬架的优势全主动悬架相比传统悬挂系统具有如下优势：3.1 提高车辆操控性全主动悬架通过实时调控悬挂参数，可以根据驾驶员的驾驶方式和路面状况来调整车辆的悬挂状态。

它可以提供更好的悬挂刚度和响应速度，从而提高车辆的操控性和稳定性。

3.2 提升驾乘舒适度全主动悬架可以根据车辆速度和路面状况来调整悬挂系统，使车辆在加减速、行驶过程中的颠簸和震动得到更好的控制。

它可以提供更舒适的驾乘体验，减少驾驶员和乘客的疲劳感。

3.3 改善路面适应性全主动悬架可以感知路面的不平度，并根据不同路况实时调整悬挂系统的参数。

它可以改善车辆在不同类型路面上的悬挂适应性，提供更好的路面附着力和悬挂舒适度。

3.4 提高安全性能全主动悬架可以根据车辆的动态状态和外部环境的变化来调整车身姿态和减震效果。