悬架是车辆上的重要总成之一,它对车辆的平顺性、操稳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,对提高汽车性能有极其重要的意义。随着电子和控制技术的发展,在最近二十年来,车辆动态性研究受到了广泛关注。本文主要在悬架运动方程的基础上,设计和运用非线性和鲁棒控制器,以获得最佳性能。 首先本文基于悬架动态非线性方程,使用非线性滤波器及backstepping方法设计主动悬架系统控制器,其保证了乘坐舒适性与悬架行程之间的平衡。这种控制器的新颖性是非线性滤波器的带宽依靠悬架行程来调节,允许闭环系统在不同的运行状态有不同的工作方式,从而无需改变对悬架刚度的设置。 其次本文在主动悬架动态非线性方程基础上,考虑到执行机构动态性,根据现代鲁棒控制系统设计理论Lyapunov函数的方法和无源性或耗散性的具有一般意义的非线性控制系统设计方法,设计性能良好的非线性鲁棒控制系统。同时,为了处理参数不确定和主动悬架中的其它扰动,使用鲁棒自适应控制器以提高主动悬架的鲁棒性和自适应能力。自适应鲁棒器中分别考虑自适应部分和鲁棒控制部分,使控制器的性能更能适应汽车本身参数的变化(如车体质量变化、弹簧和阻尼器参数变化、路面情况复杂性等)。 最后本文对所设计的非线性和鲁棒控制器进行仿真比较分析,并建立了一种主动悬架试验模型。结果表明非线性控制器在对路面扰动的响应较快,也能较好的解决乘坐舒适性与悬架行程之间的矛盾。而自适应鲁棒控制器则对各种不确定因素有较好的适应能力。