基于T-S模糊模型的汽车主动悬架鲁棒控制研究

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悬架是汽车的重要组成之一,它对汽车的行驶平顺性、操作稳定性等多种使用性能都有很大的影响,因此设计优良的悬架系统,对提高汽车产品质量有极其重要的意义。对于在多变环境中工作的车辆,在影响因素复杂的情况下,被动悬架难以满足期望的性能指标。主动悬架是当今汽车发展的重要方向之一,已成为国内外汽车领域内一个较为活跃的热门研究课题。汽车主动悬架是一非线性系统,难以获得精确的数学模型,即使能够建立其数学模型,也往往过于复杂,使得传统控制难以达到理想的控制效果。本课题在参阅大量国内外文献的基础上,建立了1/2车4自由度主动悬架的T-S模糊模型,研究了基于该模型的鲁棒控制问题:提出了基于T-S模糊模型的H_∞控制方案。考虑系统部分状态不能直接量测的情况,设计了状态观测器,并应用线性矩阵不等式方法求出了模糊控制律。所设计的模糊控制器,使得闭环模糊系统全局渐近稳定,并满足H_∞控制性能。仿真结果表明设计的主动悬架与被动悬架相比,系统能快速稳定,其舒适性和平顺性也得到了一定的改善。考虑到车载质量不确定的情况,提出了基于T-S模糊模型的保性能控制方案,并且得到了相应的线性矩阵不等式形式。针对含有参数不确定性的主动悬架系统进行了仿真研究,结果表明该方法能够取得较满意的控制效果,也证明了主动悬架系统在减少振动、提高汽车平顺性方面要优于被动悬架。
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