汽車主動懸架H2/H∞多目標優化控制

段建民，黃小龍

(北京工業大學信息學部，北京 100124)

在1/4車輛模型中無法反映前后懸架之間的聯動關系，而在半車懸架協同控制中，不僅期望反映行駛平順性的垂直加速度和俯仰角加速度值小，又要求懸架的動行程只能在給定的行程內變化，同時要求車輪和路面間的動位移較小，這樣車輪和路面具有良好的附著效果，然而這3個評價標準在客觀上存在矛盾。為解決此問題，文獻[1—2]針對兩自由度車輛的懸架模型設計混合H2/H∞狀態反饋控制器，該控制器只是針對1/4車，無法體現行駛平順性和操縱穩定性的性能指標，尤其對路面劇烈變化的凸包，未做相關的性能約束。文獻[3]提出混合H2/H∞輸出反饋控制器，通過選取加權函數對懸架的頻域性能指標進行整定，但性能指標改善不明顯。針對上述問題，也有文獻采用別的控制方法，但存在相應的不足，如：利用模糊PID控制車身加速度和懸架動撓度，對其他性能未做約束，魯棒性能差；神經網絡控制系統的學習過程較長，進而適應性和實時性較差；LQG控制很難選擇合適的加權值，使其性能限制在范圍內。

H∞控制方法能較好處理魯棒穩定性的問題，但動態性能較差。H2控制方法能夠得到優越的動態性能，但魯棒穩定性較差。如果結合2種控制方法的優點，設計 H2/H∞混合控制器，使主動懸架系統不僅具有較大的魯棒穩定性，而且滿足一定的魯棒性能要求。本文選擇4自由度半車電液主動懸架作為控制對象，設計出一種基于LMI的H2/H∞多目標全狀態反饋最優魯棒控制器。……