汽车电动助力转向与主动悬架集成系统自适应控制研究

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近年来,为提高车辆乘坐舒适性、安全性和操纵稳定性,各种电子控制技术和控制子系统得到了巨大的发展和广泛的应用。但是,这些控制子系统都是针对提高车辆某一项性能指标,而整车性能的提高则依赖于各个子系统的协调工作。基于此,本文对直接影响车辆操纵稳定性和乘坐舒适性的两个电控子系统—电动助力转向(EPS)和主动悬架系统进行了集成控制的研究。首先对电动助力转向系统进行动力学分析,建立起装有EPS的三自由度整车模型,提出自适应LQG控制策略,进行了仿真研究。在此基础上,分析了EPS和主动悬架这两个子系统间的相互关系,建立了整车模型,提出了基于多变量自适应控制集成控制策略,并进行了仿真计算。最后,进行了台架和实车道路试验研究。研究结果表明,自适应控制能够有效解决模型的不确定性、随机扰动和量测噪声对系统的影响,使转向系统具有良好的助力性能和转向轻便性,悬架系统具有较优的减振性能,从而改善了整车动力学性能。系统在建模时,充分考虑了EPS和主动悬架这两个子系统间的相互影响和协调关系,使得仿真计算时能够获得较精确的计算结果,并与其实际试验结果相吻合。因此,对多个可控子系统进行集成控制,能够弥补对单个子系统控制的不足之处,避免各可控子系统在单独控制时所产生的相互干扰和影响,最终使整车的动力学性能得到很大改善和提高。
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