【正文】 懸架卻在某些路段超過(guò)了可用懸架區(qū)間，降低了汽車(chē)的行駛平順性。E為系統(tǒng)閉環(huán)特征根。因而本次仿真效果沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的理想效果。第5章 總結(jié) 全文總結(jié)本文主要對(duì)主動(dòng)懸架模型的控制策略進(jìn)行了研究，針對(duì)某一實(shí)驗(yàn)車(chē)型，建立了主動(dòng)懸架和被動(dòng)懸架懸架的動(dòng)力學(xué)模型，研究了主動(dòng)懸架的隨機(jī)線(xiàn)性最優(yōu)控制理論。而且，性能泛函中加權(quán)矩陣的選取沒(méi)有明確的理論指導(dǎo)，需要經(jīng)驗(yàn)積累和反復(fù)調(diào)試。在論文寫(xiě)作期間，劉偉老師給予我耐心的指導(dǎo)和熱心的鼓勵(lì)。論文密級(jí)：□公開(kāi) □保密（___年__月至__年__月）(保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議)作者簽名：_______ 導(dǎo)師簽名：______________年_____月_____日 _______年_____月_____日獨(dú) 創(chuàng) 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。（保密論文在解密后遵守此規(guī)定）首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書(shū)寫(xiě)及設(shè)計(jì)過(guò)程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法，并對(duì)我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。從這里走出，對(duì)我的人生來(lái)說(shuō)，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。最后，我要特別感謝我的導(dǎo)師趙達(dá)睿老師、和研究生助教熊偉麗老師。最后，我要感謝我的父母對(duì)我的關(guān)系和理解，如果沒(méi)有他們?cè)谖业膶W(xué)習(xí)生涯中的無(wú)私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無(wú)法順利完成今天的學(xué)業(yè)。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解濱州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。(4)由于主動(dòng)懸架耗能過(guò)大，因此如何通過(guò)吸收或存儲(chǔ)振動(dòng)能量的方式來(lái)達(dá)到減少系統(tǒng)能耗，也是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。4. 利用 MATLABSIMULINK，對(duì)建立的基于主動(dòng)懸架的整車(chē)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。本章建立了1/4車(chē)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(xiàn)，通過(guò)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。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(méi)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。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(xiàn)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。 被動(dòng)懸架車(chē)身加速度響應(yīng)曲線(xiàn) 主動(dòng)懸架車(chē)身加速度響應(yīng)曲線(xiàn) 被動(dòng)懸架懸架動(dòng)擾度響應(yīng)曲線(xiàn) 主動(dòng)懸架懸架動(dòng)擾度響應(yīng)曲線(xiàn) 被動(dòng)懸架輪胎動(dòng)載荷響應(yīng)曲線(xiàn) 主動(dòng)懸架輪胎動(dòng)載荷響應(yīng)曲線(xiàn)，車(chē)身加速度是衡量汽車(chē)行駛平順性的一個(gè)重要指標(biāo)，與被動(dòng)懸架車(chē)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(chē)身加速度。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(wèn)題影響無(wú)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(lái)說(shuō),此范圍指的是保持車(chē)輪與地面接觸良好的取值。對(duì)于主動(dòng)懸架系統(tǒng)結(jié)合最優(yōu)控制策略，通過(guò)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。線(xiàn)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。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(mǎn)足： 在線(xiàn)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(chēng)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(chēng)系統(tǒng)是狀態(tài)完全可觀的，簡(jiǎn)稱(chēng)是可觀的。 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)。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(wèn)題已成為一個(gè)重要的問(wèn)題。： 整車(chē)七自由度主動(dòng)懸架模型根據(jù)牛頓第二定律，車(chē)身質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為： 四個(gè)車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為： 根據(jù)力矩平衡原理，車(chē)身的俯仰運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為： 車(chē)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(chē)身質(zhì)量 非簧載質(zhì)量車(chē)身質(zhì)心處的垂直位移 車(chē)身俯仰角車(chē)身側(cè)傾角 車(chē)身在懸架處的垂直位移車(chē)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(chē)身俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)慣量車(chē)輛側(cè)傾轉(zhuǎn)動(dòng)慣量根據(jù)空間幾何知識(shí)，經(jīng)過(guò)近似計(jì)算，可得到系統(tǒng)的一階微分方程組。 基于主動(dòng)懸架的1/4車(chē)體二自由度模型本文中，基于主動(dòng)懸架的四分之一車(chē)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。由于所研究的車(chē)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。但在分析來(lái)自不平路面的激勵(lì)在懸架上產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)，要用到的路面不平度函數(shù)q(L)必須考慮汽車(chē)的行駛速度(L=vt)。沖擊作用是指在較短時(shí)間內(nèi)的離散事件，并且有較高的強(qiáng)度，例如平坦道路上的凸起和凹坑。高頻振動(dòng)通常由內(nèi)部原因引起，例如來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的激勵(lì)等。這種建模方式通常需要作下列假定:1)車(chē)身和座椅之間剛性連為一體，稱(chēng)作懸置質(zhì)量。但是，長(zhǎng)期以來(lái)的大量研究表明，根據(jù)研究?jī)?nèi)容的出發(fā)點(diǎn)不同，分析的側(cè)重點(diǎn)和研究的目的不同，可采取不同的簡(jiǎn)化方法建立不同的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，這樣既達(dá)到簡(jiǎn)化研究對(duì)象，方便分析計(jì)算目的，又達(dá)到突出問(wèn)題本質(zhì)，滿(mǎn)足分析計(jì)算正確、有效性的效果。同時(shí)采用Matlab語(yǔ)言編制主動(dòng)懸架仿真軟件。因此目前極限于裝載在排量較大的一些高檔車(chē)型上。吉林工業(yè)大學(xué)的喻凡等人對(duì)單輪模型進(jìn)行了自適應(yīng)和自校正控制的研究，其所提出的GS算法和自校正算法能夠可靠的輸入路面狀況，并能準(zhǔn)確的選擇控制參數(shù)[23,24]。 自適應(yīng)控制目前理論上比較成熟，應(yīng)用上比較廣泛的自適應(yīng)控制系統(tǒng)有兩種。常見(jiàn)的是把LQ控制理論和LQC控制理論應(yīng)用于車(chē)輛懸架系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制[15,16]。國(guó)外有影響的學(xué)者有KamoppThompson、 Crolla和Langlois等[37]。尼桑公司在90年InfiniteQ45轎車(chē)上也裝備了液壓主動(dòng)懸架[11] 。車(chē)輛行駛的平順性和操縱穩(wěn)定性二者是相互矛盾的, 傳統(tǒng)的被動(dòng)懸架系統(tǒng)的阻尼和剛度參數(shù)一般按經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)或優(yōu)化設(shè)計(jì)方法選擇， 一經(jīng)選定，在車(chē)輛行駛過(guò)程中就無(wú)法進(jìn)行調(diào)節(jié)，而不能適應(yīng)車(chē)輛參數(shù)、 運(yùn)行工況等的復(fù)雜多變。半主動(dòng)懸架的研究工作始于1973年，由 和 首先提出[3]。主動(dòng)懸架通常包括三部分：傳感器、控制器以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并由它們與汽車(chē)系統(tǒng)組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。汽車(chē)懸架的作用除了緩沖和吸收來(lái)自車(chē)輪的振動(dòng)之外，還要在汽車(chē)行駛過(guò)程中傳遞車(chē)輪與路面之間的摩擦力，在汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)，懸架還要承受來(lái)自車(chē)身的側(cè)向力，并在汽車(chē)起步和制動(dòng)時(shí)能夠抑制車(chē)身的俯仰振動(dòng)，提高汽車(chē)的行駛穩(wěn)定和安全性。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。附錄2 原文影印件 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。被動(dòng)懸架（）是傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，由彈簧、減震器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)組成。根據(jù)作動(dòng)器響應(yīng)帶寬的不同，主動(dòng)懸架又分為帶寬主動(dòng)懸架和有限帶寬主動(dòng)懸架，在有些文獻(xiàn)中也被分別稱(chēng)為“全主動(dòng)懸架”和“慢主動(dòng)懸架”。半主動(dòng)懸架在產(chǎn)生力的方面近似于被動(dòng)懸架，但是半主動(dòng)懸架的阻尼系數(shù)或剛度系數(shù)是可變的。特別是現(xiàn)代控制理論中對(duì)最優(yōu)控制、 自適應(yīng)控制、 模糊控制、 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等的研究[7], 不僅在理論上取得令人矚目的成績(jī), 同時(shí)已開(kāi)始應(yīng)用于汽車(chē)懸架系統(tǒng)的振動(dòng)控制, 使懸架系統(tǒng)振動(dòng)控制技術(shù)得以快速發(fā)展。 在軍用車(chē)輛方面，由于越野和高速行駛的需要，所以使用主動(dòng)懸架的愿望更為迫切。在國(guó)內(nèi)，丁科等人對(duì)主動(dòng)懸架的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制進(jìn)行了研究[13]。Palmeri P S等人[19] 用譜范數(shù)方法對(duì)全主動(dòng)懸架進(jìn)行了研究，控制器已安裝于實(shí)車(chē)，并取得了有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，指出使用H∞控制器可以大大算段控制時(shí)間和降低能量消耗[20]。后者主要由兩部分組成： 一個(gè)是參數(shù)估計(jì)器，另一個(gè)是控制器。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)由大量處理單元 ( 神經(jīng)元) 所組成的高度并行的非線(xiàn)性動(dòng)力系統(tǒng)， 其特點(diǎn)是可學(xué)習(xí)性和巨量并行性． 故在車(chē)輛懸架振動(dòng)控制中有廣泛的應(yīng)用前景。本次題目主要對(duì)主動(dòng)懸架的幾種控制策略進(jìn)行研究,通過(guò)建立主動(dòng)懸架的動(dòng)力學(xué)模型，研究主動(dòng)懸架的最優(yōu)控制策略，利用MATLAB/SIMULINK軟件對(duì)所建立的模型進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),并對(duì)比分析此種控制策略的控制效果。本章對(duì)懸架的分類(lèi)進(jìn)行了闡述，對(duì)比分析了被動(dòng)懸架和主動(dòng)懸架之間的性能。通常，進(jìn)行懸架的概念設(shè)計(jì)和控制理論研究時(shí)，采用一維四分之一車(chē)體模型，它能較好的體現(xiàn)垂直振動(dòng)的問(wèn)題。3)假定懸架行程足以大，工作時(shí)不會(huì)碰到限位裝置。三種典型的且常見(jiàn)的懸架力學(xué)線(xiàn)性模型是:二自由度的四分之一車(chē)體模型。路面不平度是一個(gè)復(fù)雜的隨機(jī)過(guò)程，通常把路面相對(duì)于基準(zhǔn)平面的高度q，沿道路走向長(zhǎng)度L的變化q(L)，稱(chēng)為路面縱斷面曲線(xiàn)或不平度函數(shù)，： 路面縱斷面曲線(xiàn)或不平度函數(shù)在測(cè)量不平度時(shí)，用水準(zhǔn)儀測(cè)得路面縱斷面的不平度值，將測(cè)得的大量路面隨機(jī)數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)處理，得到路面不平度的功率密度或者方差等統(tǒng)計(jì)特性參數(shù)[29]。濾波高斯白噪聲的隨機(jī)路面的輸入可以用下式來(lái)表示： 式中為路面不平度系數(shù)；V 為車(chē)輛前進(jìn)速度；W為高斯分布白噪聲；是濾波器的下限截止頻率，若 取值為0，則濾波器為一積分環(huán)節(jié)，路面輸入為積分白噪聲；路面輸入的時(shí)間頻率是車(chē)速與空間頻率的乘積，本文中取= ，模型更接近真實(shí)路面。懸架的性能指標(biāo)主要有三個(gè)：車(chē)身加速度、懸架動(dòng)撓度和輪胎動(dòng)載荷。系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)一階微分方程組為： 矩陣A,B,