基于線性最優控制的1/4整車主動懸架仿真研究

王惠敏 吳龍

摘 要：用MATLAB建立采用有最優控制的1/4整車主動懸架仿真模型，與被動懸架進行懸架性能評價指標參數進行對比。對比結果表明：采用最優控制的主動懸架的性能指標有所改善。

關鍵詞：主動懸架；最優控制；SIMULINK仿真

汽車懸架是車身和車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱。它主要由彈性元件、減振器和導向機構三部分組成。懸架系統是汽車的重要組成部分，汽車行駛平順性、操作穩定性和安全性受汽車懸架系統性能影響[1]。

目前，車輛懸架根據振動控制的類型可劃分為被動懸架、半主動懸架和主動懸架三種。被動懸架不需要借助外部輸入能力；半主動懸架可根據少量輸入力來調節阻尼系數；主動懸架可通過輸入外部能量使執行機構給懸架系統施加一定主動控制力[2]。

1 主動懸架模型的建立

根據力學特性，得出二自由度車輛模型的運動方程：

根據上式，建立路面輸入模型，選取B級路面作為測試輸入。

3.2 懸架仿真模型

在MATLAB中的SIMULINK模塊建立二自由度的主動懸架仿真數學模型。主動懸架的車身加速度、車輪加速度和懸架動撓度均有明顯改進，但是車輪位移改善效果并不明顯。

（1）車身加速度：被動懸架的加速度峰值大約在0.05m/s2左右，而主動懸架的加速度峰值減小到0.3m/s2左右。

（2）懸架動撓度：被動懸架的懸架動撓度峰值達到0.008m，主動懸架的懸架撓度峰值減小到0.002m，減小幅度明顯。

（3）輪胎位移：主動懸架和被動懸架差別不大，并未有較大的改良。

綜上所述，最優控制在主動懸架設計上具有改良作用，提高了汽車的舒適性和安全性。

參考文獻

[1] 周柔，郭志峰.主動懸架控制技術研究[J].計算機與現代化，2012，（1）：176-180.

[2] 郭浩.汽車主動懸架振動控制的仿真研究[D].東北大學：固體力學，2006.

[3] 凌錫亮.汽車懸架控制系統的研究[J].農業裝備與車輛工程，2006，（2）：8-10.

[4] 阮觀強，葉本剛.基于MATLAB仿真的汽車主動懸架與被動懸架的研究[J].上海電機學院

學報，2007（12）：284-287.