汽車半主動懸架的最優控制研究及仿真

劉連明

（江西科技學院，江西 南昌 330098）

0 引 言

車輛懸架一般由阻尼元件和彈性元件組成。其作用是在車輪和車架之間傳遞力和扭矩，減輕不平路面對車架的沖擊載荷，保證車輛的操縱穩定性和行駛平穩性。通常，被動懸架的阻尼和剛度在設置后保持不變。車輛行駛時，容易受到不平路面和外界的干擾，因此很難提供良好的運行穩定性和平順性。半主動懸架可以根據車輛的行駛條件和路面干擾輸入來調節系統的阻尼和剛度，克服被動懸架適應性差的缺點，提高懸架系統的性能。由于半主動懸架成本相對較低，系統阻尼調節簡單，控制效果理想，學者們對其進行了大量的研究。在半主動懸架控制方面，為了突破傳統控制策略的局限性，研究人員從各個方向提出了多種控制策略。方春杰等利用MATLAB/SIMULINK 建立了1/4 車輛二自由度懸架仿真模型，對懸架的性能進行了仿真分析。仿真結果表明，線性二次型最優控制能使懸架性能指標函數最小化，有效地提高車輛的平順性和乘坐舒適性。武柏安等選取車身加速度、懸架動態撓度和輪胎變形作為評價指標，建立了半主動懸架和被動懸架模型，設計了最優控制器，并在MATLAB/SIMULINK 中進行了仿真驗證。結果表明，最優控制能有效地改善懸架性能。吳迪等建立了道路白噪聲模型和1/4 車輛模型，采用線性最優反饋策略設計了狀態反饋控制器，并利用MATLAB/SIMULINK 仿真平臺對懸架的性能進行了仿真。結果表明，采用半主動懸架時，車身加速度、懸架動撓度和車輪動載荷均有不同程度的降低。……