基于多种车身模型的悬架系统建模及优化研究

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悬架系统设计一直是汽车设计中非常重要的一部分,对车辆的整体性能有着极其重要的影响。主动悬架一直以来都是汽车研究者比较青睐的研究领域。好的主动悬架控制策略可以显著提高车辆的减振能力,提高车辆的行驶平顺性。因此,对主动悬架系统进行研究,尤其是对主动悬架控制策略进行研究,有着重要的实际意义。本文首先对被动悬架、半主动悬架和主动悬架的构成、工作原理及应用领域进行了介绍;其次,对车辆悬架系统的四分之一模型、二分之一模型和整车模型进行了分析,对应建立了被动悬架、半主动悬架和主动悬架的三种数学模型,并利用状态空间理论,建立了对应的状态方程;对主动悬架系统的线性最优控制(LQR控制)、PID控制、模糊控制进行了分析,并对主动悬架系统的模糊PID控制进行了研究,使用MATLAB/Simulink仿真工具对主动悬架系统的不同控制策略进行了仿真分析。仿真结果表明,本文所采用的模糊PID控制策略能够切实有效地提高主动悬架系统的性能。同时,本文还给提出了一种新型道路模拟输入试验台,它采用两个并联的Stewart平台作为激振输入,能够较好地还原路面信息,可用于悬架性能实验,以便于对车辆悬架系统进行设计。本文对车辆悬架系统的四分之一模型,二分之一模型和整车模型进行了总结性分析,仿真分析证明,本文所提出的模糊PID控制策略在提高车辆行驶性能、改善主动悬架控制控制鲁棒性效果方面上是可行的,为今后的悬架系统相关研究奠定了基础,具有重要的理论和实用意义。
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