【正文】 不平度函數(shù)q(L)必須考慮汽車的行駛速度(L=vt)。離散的道路激勵(lì)一般有正余弦輸入、階躍輸入、三角形輸入和梯形輸入。由于所研究的車型，精度，目的和控制要求等諸多因素的不同，我們通常采取不同的動(dòng)力學(xué)模型。車身加速度是評(píng)價(jià)汽車平順性的主要指標(biāo)，降低車身的加速度幅值，也就提高了乘客的舒適性：車輪與路面的動(dòng)載荷直接影響車輪與路面的附著效果，這與汽車操縱穩(wěn)定性有關(guān)，在一定范圍內(nèi)降低輪胎的動(dòng)載荷，有利于提高汽車操縱穩(wěn)定性；懸架動(dòng)撓度和其限位行程有關(guān)，過大的動(dòng)撓度會(huì)導(dǎo)致撞擊限位塊的現(xiàn)象，因此，減小動(dòng)撓度有利于提高汽車的平順性[32]。 基于主動(dòng)懸架的1/4車體二自由度模型本文中，基于主動(dòng)懸架的四分之一車體二自由度模型采用作動(dòng)器代替了傳統(tǒng)懸架中的阻尼器。根據(jù)研究目的，選取車身振動(dòng)加速度，懸架動(dòng)撓度（），輪胎動(dòng)變形（），輪胎動(dòng)載荷為輸出量。： 整車七自由度主動(dòng)懸架模型根據(jù)牛頓第二定律，車身質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為： 四個(gè)車輪的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為： 根據(jù)力矩平衡原理，車身的俯仰運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為： 車身的側(cè)傾運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為： 方程中各參數(shù)代表的意義如下：車身質(zhì)量 非簧載質(zhì)量車身質(zhì)心處的垂直位移 車身俯仰角車身側(cè)傾角 車身在懸架處的垂直位移車輪垂直變形 路面激勵(lì)懸架彈簧剛度 輪胎剛度作動(dòng)器輸入力 車身俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)慣量車輛側(cè)傾轉(zhuǎn)動(dòng)慣量根據(jù)空間幾何知識(shí)，經(jīng)過近似計(jì)算，可得到系統(tǒng)的一階微分方程組。在主動(dòng)懸架控制理論研究過程中，學(xué)者們提出了多種不同的控制理論，但目前廣泛應(yīng)用于主動(dòng)懸架設(shè)計(jì)中的是隨機(jī)線性二次型最優(yōu)理論（LQG）。隨著航海﹑航天﹑導(dǎo)航和控制技術(shù)不斷深入研究，系統(tǒng)的最優(yōu)化問題已成為一個(gè)重要的問題。 為控制作用的終止時(shí)間。 由于本文主要對(duì)基于全狀態(tài)反饋的最優(yōu)控制進(jìn)行了研究，本節(jié)主要研究狀態(tài)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)。本節(jié)將以建立的主動(dòng)懸架模型，討論系統(tǒng)的可觀性和可控性。本文采用第二種判定方式，系統(tǒng)狀態(tài)完全可控的充分必要條件是矩陣滿足： 在線性定常系統(tǒng)中，如果對(duì)于任意給定的輸入u(t)，在有限觀測(cè)時(shí)間內(nèi)，使得根據(jù)期間的輸出y(t)，能唯一的確定系統(tǒng)在初始時(shí)刻的狀態(tài)，則稱狀態(tài)是可觀測(cè)的，若系統(tǒng)的每一個(gè)狀態(tài)都是可觀測(cè)，則稱系統(tǒng)是狀態(tài)完全可觀的，簡(jiǎn)稱是可觀的。美國(guó)工程師 Tompson 最先將隨機(jī)最優(yōu)控制理論應(yīng)用于主動(dòng)懸架的研究中，并對(duì)主動(dòng)懸架的最優(yōu)控制理論加以系統(tǒng)的描述[34]。線性二次型最優(yōu)控制可以借助加權(quán)系數(shù)，對(duì)各種性能指標(biāo)進(jìn)行綜合考慮。根據(jù)本文研究的目的，主要介紹了狀態(tài)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)。對(duì)于主動(dòng)懸架系統(tǒng)結(jié)合最優(yōu)控制策略，通過輸入路面激勵(lì)，對(duì)所建立的懸架模型進(jìn)行仿真，得出主動(dòng)懸架和被動(dòng)懸架系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了比較分析。帶入?yún)?shù)值，即可得到其時(shí)域響應(yīng)曲線(將在43中體現(xiàn))。這里, , ,我們就可以增大此分量的權(quán)系數(shù),若此分量對(duì)我們所要研究的問題影響無足輕重時(shí),正確選取加權(quán)矩陣的值是十分重要的,:,此范圍指的是合理地設(shè)計(jì)極限值,對(duì)輪胎來說,此范圍指的是保持車輪與地面接觸良好的取值。求得K=[1743 64 15297 19291 4954]即最優(yōu)控制力為：。 被動(dòng)懸架車身加速度響應(yīng)曲線 主動(dòng)懸架車身加速度響應(yīng)曲線 被動(dòng)懸架懸架動(dòng)擾度響應(yīng)曲線 主動(dòng)懸架懸架動(dòng)擾度響應(yīng)曲線 被動(dòng)懸架輪胎動(dòng)載荷響應(yīng)曲線 主動(dòng)懸架輪胎動(dòng)載荷響應(yīng)曲線，車身加速度是衡量汽車行駛平順性的一個(gè)重要指標(biāo)，與被動(dòng)懸架車身加速度相比較，采用LQG控制的主動(dòng)懸架有效地降低了車身加速度。輪胎動(dòng)載荷與汽車的操縱穩(wěn)定向密切相關(guān)。輸出矩陣C，傳遞矩陣D分別為：對(duì)于加權(quán)系數(shù)和控制系數(shù)，本文中選?。豪肕ATLAB的控制工具箱，調(diào)用最優(yōu)線性二次控制器設(shè)計(jì)函數(shù)：[K S E]=LQR(A,B,Q,R,N)式中:K為最優(yōu)控制反饋增益矩陣。仿真時(shí)間取40s，車速為20m/s，相當(dāng)于仿真路面的長(zhǎng)度為800m。這是由于在設(shè)計(jì)控制器的加權(quán)系數(shù)和控制系數(shù)時(shí)，沒有大量實(shí)驗(yàn)所獲得的可靠數(shù)據(jù)，而且加權(quán)矩陣所設(shè)計(jì)的參數(shù)較多，不易控制。就整體的控制效果而言，整車七自由度的主動(dòng)懸架考慮的影響因素更多，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，仿真的結(jié)果也更加接近現(xiàn)實(shí)情況。本章建立了1/4車體二自由度的被動(dòng)懸架和主動(dòng)懸架的simulink仿真模型，分析了二自由度被動(dòng)懸架和主動(dòng)懸架各個(gè)指標(biāo)參數(shù)的時(shí)域響應(yīng)曲線，通過對(duì)比驗(yàn)證了最優(yōu)控制理論的控制能力以及控制器的可行性。通過懸架系統(tǒng)的三個(gè)性能指標(biāo)仿真結(jié)果分析，驗(yàn)證了隨機(jī)線性最優(yōu)控制策略的有效性。4. 利用 MATLABSIMULINK，對(duì)建立的基于主動(dòng)懸架的整車七自由度動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了仿真研究，并對(duì)控制結(jié)果進(jìn)行了分析。但是它易于忽略實(shí)際系統(tǒng)中可能存在的一些復(fù)雜因素，其結(jié)果往往趨于理想化。(4)由于主動(dòng)懸架耗能過大，因此如何通過吸收或存儲(chǔ)振動(dòng)能量的方式來達(dá)到減少系統(tǒng)能耗，也是一個(gè)值得研究的問題。在此謹(jǐn)向劉偉老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！ 感謝所有幫助過我的老師、同學(xué)和朋友，在此向他們表示衷心的感謝！最后感謝我的父母和家人，是他們的支持和鼓勵(lì)幫助我取得了今天的成績(jī)！ 參考文獻(xiàn)[1][M].國(guó)防工業(yè)出版社,2005.[2][J].天津大學(xué)，2005, ，17(6),728730.[3][J].,27(1),3941.[4][J].《農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程》,28(3),8991.[5][J].,30(5),1819.[6]高石等. 車輛半主動(dòng)懸架技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].,14(2),126127.[7]孫建民,陳玉強(qiáng). 現(xiàn)代控制理論在汽車懸架控制中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].,23(2),5661. 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