汽車底盤主動懸架控制方法探析

許明東 鄭曉宇

摘要：隨著中國的交通事業(yè)的不斷發(fā)展，汽車產業(yè)中的底盤懸架系統(tǒng)也得到專家學者們的關注。汽車底盤懸架主要是指的車輪與車身之間的一個銜接裝置，通過其承載能夠實現(xiàn)動力連接，當車輛遇到不平整的路面時，可以利用該裝置緩沖凹凸路面給車身帶來的震動，從而保障車輛在道路行駛過程中的安全，讓乘客進一步體驗到汽車帶來的便利與舒適度。

關鍵詞：汽車底盤;懸架結構;控制方法;主動懸架

引言：目前來說，汽車已經成為人們日常出行的必備交通工具。隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們對于汽車本身的構造精益工藝也提出了新的要求。特別是對于汽車的底盤懸架結構來說已經到了微處理，精細化控制階段。汽車在行駛的過程中對底盤懸架進行控制，最終的目的是保證降低車身的振動幅度，減少其內部機器部件的損耗。

1自適應控制

自適應控制主要是針對車輛在正常行駛過程中，突然遇到路面狀況發(fā)生變化而發(fā)生的自動控制。自適應控制主要還是依據計算機系統(tǒng)本身的計算功能，通過輸入相關的信息數據，并結合系統(tǒng)內部本身儲存的優(yōu)選方案來尋找到最佳的控制參數。該控制方法在使用過程中的最關鍵因素就是能夠合理地選擇有根據性的參考變量。汽車在行駛的過程中，能夠依據路面狀況自動調整控制參數，從而充分地發(fā)揮汽車的辨識功能，保證汽車零部件的性能指標達到最佳，保證駕駛人員的安全。

自主適應控制方法主要有三種類型分別是增益調度控制方法，依照模型參照物達到自適應控制和自校正控制。增益調度是一種開環(huán)自適應方法，主要是通過監(jiān)測器來實時監(jiān)測行駛條件來對控制器的參數進行不斷的調整。而依照模型參照物進行自適應控制的關鍵是建立一個良好的參考模型。自校正控制是通過將控制參數進行在線估計模擬與控制器相結合，通過離散統(tǒng)計達到實時的計算機控制，現(xiàn)在這種方法已被廣泛應用。

2隨機最佳控制

底盤主動懸架達到最佳控制的目的就是為了能夠提高車輛本身的穩(wěn)定性，能夠讓駕駛者在駕駛過程中更容易操控車輛，在車身進行設計的過程中，就是要最大程度地減少輪胎的形變程度，通過與地面的大面積接觸，從而限制懸架本身的動撓度，而最大程度地減少車輛在行駛過程中的能量消耗。這種控制方法最終還是通過物理模型構建的方式，對車輛的懸架系統(tǒng)進行控制時，其最基本的原理就是設置一個高階的數學模型，通過獲取大量的信息，利用各種參數之間的關系，從而求出最優(yōu)解答方案。與上文的阻尼器控制方法相比較，其更多的考慮了系統(tǒng)內部的變量關系影響，從而能保證控制效果達到最佳。另外，在現(xiàn)實生活中的應用能夠進一步優(yōu)化控制軟件，使汽車在行駛的過程中更能夠迅速地對駕駛人員的操作做出靈敏反應，并不會增加系統(tǒng)本身的復雜性。

3利用阻尼器來達到控制效果

天棚阻尼器在汽車底盤的主動控制懸架的構建過程中被廣泛使用，其主要是將阻尼器安裝到車體與天棚之間，當車身進行振動時，傳動器就會發(fā)射反向信號以絕對的速度來控制車身本身的振動幅度。而被動地懸架系統(tǒng)和阻尼器相結合，會進一步擴大車身本身的振動幅度，相當于雙質量振動系統(tǒng)，更加凸顯的是系統(tǒng)本身的共振特性，沒有達到車輛本身的設計目的。所以現(xiàn)在天棚阻尼器被廣泛用于車輛構造中，盡量減少系統(tǒng)內的共振現(xiàn)象，從而保障車輛在行駛過程中的安全性。

4智能網絡科技控制

自網絡時代的來臨，智能應用已經融合進入了人們生產生活的各個行業(yè)中。對于汽車的主動懸架控制方案進行分析，發(fā)現(xiàn)利用計算機算法開展非線性控制，讓控制方法進一步智能化，能夠進一步充分解決汽車在行駛過程中遇見的危急事件。智能控制對于主動懸架來說，能在特定環(huán)境下，充分利用定量分析與定性分析的方法按照最終目標對問題進行分析，并充分考察各類參數的變化對控制系統(tǒng)本身的影響，也可以通過系統(tǒng)本身的參數變換進行機器學習，最終達到最佳控制。

5反饋控制

反饋控制體現(xiàn)了整個事件之間的關聯(lián)性，通過實時調節(jié)進一步提高了控制系統(tǒng)的反應速度和穩(wěn)定性，但是其本身需要大量的數據信息，而且必須借助計算機系統(tǒng)來進行計算模擬，所以經常會使用計算機算法，并且需要最優(yōu)控制法和自適應控制方法來協(xié)助該方法的使用。最優(yōu)控制算法能夠通過收集到的信息達到優(yōu)化問題的結果，并最終讓控制系統(tǒng)按照自由控制規(guī)律進行執(zhí)行，這種方法能使汽車的性能指標達到最佳。對于自控制算法來說，通過對車身和懸架狀態(tài)的數據監(jiān)控，積極的收集與控制相關的信息，讓控制系統(tǒng)本身進行自動調整結構參數，使車身的性能指標保持穩(wěn)定狀態(tài)。反饋控制通過對前兩種控制方法的執(zhí)行的監(jiān)督，讓車身能夠不斷地修正自己的控制方法，從而進一步優(yōu)化車身底座懸架問題。

6預見控制

預見控制主要是通過前后懸架之間的協(xié)調達到控制的效果。首先，通過前懸架上簧的加速度與下方的相對位移數值進行預測需要對后懸架進行控制的程度。當整個系統(tǒng)突然遭到大幅度的外界因素干擾時，由于系統(tǒng)本身的局限性，可能會無法產生足夠的控制力而降低控制效果。但是對于預見控制方法來說，通過提前對道路進行監(jiān)測，收集相關的路況信息，使系統(tǒng)有充分的時間能夠做出對策，可以減少突發(fā)事件對系統(tǒng)內部的能量消耗，并且大大增加系統(tǒng)的控制效果。其方法主要分為兩種，第一種方法是通過將前輪的狀態(tài)信息及時地傳導給后輪懸架結構，第二種方法則是對車輛的四個輪胎都進行預見控制，超前預測路面狀況，從而提升控制性能。雖然說第二種方法相較第一種方法來說，其控制效果更好，但是其本身對機器設備的要求更高，需要特殊的傳感器來達到預見控制的效果，目前，其有效性還正在等待實施驗證，所以還沒有被廣泛應用于汽車行業(yè)。

結束語

汽車底盤懸掛是衡量汽車性能良好的一個重要判斷標準，它在一定程度上影響了汽車駕駛人員的駕駛感受，和汽車行駛過程中的安全性能。隨著汽車技術的發(fā)展，現(xiàn)在底盤已經發(fā)展到了主動懸掛的程度，通過對主動懸掛進行控制，其在一定程度上能緩解汽車本身的振動幅度，讓乘坐人員感受到更加的乘車體驗感，能夠進一步保證車身的穩(wěn)定性。

參考文獻：

[1]黃波. 汽車底盤主動懸架控制方法探析[J].? 2021.

[2]趙鐵成， 呂晨濤， 于旭彬. 汽車底盤主動懸架控制方法[J]. 城市建設理論研究：電子版， 2016（11）.