主動(dòng)懸架pid控制策略研究(編輯修改稿)
2025-09-01 00:01 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 所有分支，各種方法均有其特點(diǎn)和不足之處。二采用復(fù)合控制方法則可以達(dá)到意想不到的效果，如自適應(yīng)和魯棒的結(jié)合、自適應(yīng)控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的結(jié)合以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和模糊控制的結(jié)合等。研究標(biāo)明，復(fù)合控制方法更適用于車(chē)輛懸架這樣非常復(fù)雜的非線性系統(tǒng)的建模和控制，也是懸架控制研究今后的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容本文的主要任務(wù)。本文的目的是設(shè)計(jì)汽車(chē)懸架系統(tǒng)的變剛度半主動(dòng)控制系統(tǒng)，鑒于汽車(chē)的懸架主要由彈簧、減振器、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)組成，我們把設(shè)計(jì)的重點(diǎn)放在這些方面。達(dá)到半主動(dòng)控制的目的可以有兩種方法，一是改變汽車(chē)懸架阻尼器的阻尼系數(shù)，另一種就是改變汽車(chē)懸架車(chē)輪彈簧的剛度。這里采用第二種方法，即改變彈簧的剛度。采用形狀記憶合金智能材料作為彈簧的材料，利用其剛度可變的特性達(dá)到半主動(dòng)控制的目的。首先建立汽車(chē)懸架最簡(jiǎn)單的1/4模型，然后用Simulink軟件進(jìn)行仿真，主要考察車(chē)身的振幅的仿真曲線，結(jié)果表明采用形狀記憶合金材料做成的彈簧，達(dá)到了半主動(dòng)控制的目的，與傳統(tǒng)的被動(dòng)控制相比其振幅有了明顯的下降。為了使試驗(yàn)結(jié)果更有說(shuō)服力，我們?cè)趹壹芟到y(tǒng)1/4模型完成之后，建立較為復(fù)雜的懸架系統(tǒng)的1/2模型，為此將進(jìn)行一些簡(jiǎn)化。在此原則上，考慮隨機(jī)激勵(lì)輸入下駕駛員座椅處垂直方向的響應(yīng)，駕駛員座椅連接在簧載質(zhì)量上。再次用Simulink軟件進(jìn)行仿真，考察車(chē)身簧載質(zhì)量的振幅的仿真曲線，結(jié)果表明與傳統(tǒng)的被動(dòng)控制相比其振幅有了明顯的下降。懸架系統(tǒng)的1/4模型建立。仿真軟件Simulink的簡(jiǎn)介。Simulink是一種用來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)仿真的軟件工具。它是MATALAB的一個(gè)附加組件，用來(lái)提供一個(gè)系統(tǒng)的建模與動(dòng)態(tài)仿真工作平臺(tái)[11]。它一般可以附在MATALAB上同時(shí)安裝，也有獨(dú)立安裝版。Simulink是用模塊組合的方法來(lái)使用戶能夠快速、準(zhǔn)確的創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模型，特別對(duì)于較復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，它的效果更為明顯。Simulink模型可以用來(lái)模擬線性或非線性、連續(xù)或離散或兩者的混合系統(tǒng)，也就是說(shuō)它可以用來(lái)模擬幾乎所有可遇到的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。另外，Simulink還提供一套圖形動(dòng)畫(huà)的處理方法，使用戶可以方便的觀察到整個(gè)動(dòng)態(tài)仿真的過(guò)程。Simulink沒(méi)有單獨(dú)的語(yǔ)言，但它提供可S函數(shù)規(guī)則。所謂S函數(shù)可以是一個(gè)M文件、FORTRAN程序、C或C++語(yǔ)言程序等，通過(guò)特殊的語(yǔ)法規(guī)則使之能夠被Simulink模型或模塊調(diào)用。S函數(shù)使Simulink更加充實(shí)、完備，具有更強(qiáng)的處理能力。同MATALAB一樣，Simulink也不是完全封閉的，它允許用戶可以很方便的建立自己的模塊和模塊庫(kù)。同時(shí)Simulink也同樣有自己的幫助系統(tǒng)，使用戶可以隨時(shí)找到對(duì)應(yīng)的模塊說(shuō)明，便于使用。綜上所述，Simulink就是一種開(kāi)放式的，用來(lái)模擬線性或非線性的以及連續(xù)或離散的或兩者混合的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的強(qiáng)有力的系統(tǒng)級(jí)仿真工具。目前，隨著軟件的不斷升級(jí)換代，Simulink在軟硬件的接口方面有了長(zhǎng)足進(jìn)展，使用Simulink可以很方便的進(jìn)行實(shí)時(shí)的信號(hào)控制和處理、信息通信以及DSP處理。世界上許多知名的大公司已經(jīng)使用Simulink作為他們產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的強(qiáng)有力工具[12]。建立懸架系統(tǒng)的1/4模型。為研究車(chē)輛振動(dòng)的半主動(dòng)控制，需建立車(chē)輛懸架系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，而二自由度懸架系統(tǒng)的模型具有普遍意義[15]。本文首先建立懸架系統(tǒng)最簡(jiǎn)單的1/4模型，我們知道就轎車(chē)而言共有前后計(jì)四個(gè)車(chē)輪，這里將針對(duì)前輪靠近左邊的懸架系統(tǒng)建立1/4模型，簡(jiǎn)圖如下。其中m1為非簧載質(zhì)量(kg)，m2為簧載質(zhì)量(kg)。圖5 懸架系統(tǒng)的1/4模型根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)微分方程有： 公式1 公式2將系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程改成狀態(tài)方程，選取狀態(tài)變量如下： 公式3 公式4 公式5 公式6 公式7
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