汽車磁流變半主動懸架系統(tǒng)的H∞控制

摘要
本文對汽車磁流變半主動懸架系統(tǒng)的H∞控制進行了研究。首先，對磁流變阻力器進行了一個周期性激勵的實驗；然后，建立了一個能夠描述磁流變阻力器動態(tài)響應的多項式模型。這個模型有個優(yōu)點，它能夠反映出磁流變減震器的逆動力，因此容易得出開環(huán)控制的結(jié)果。最后，將輸出的靜態(tài)信號反饋到H∞控制器，H∞控制器由此調(diào)節(jié)懸架的阻尼和彈簧剛度。這個控制力是通過磁流變阻力器運用上述的多項式模型獲得的。這種方案可以通過隨機激勵下的數(shù)值仿真得到進一步驗證。仿真結(jié)果表明這種磁流變阻尼器靜態(tài)輸出反饋H∞控制能夠達到良好的懸架特性。
文章概要
1、介紹
2、實驗及磁流變阻尼器模型
2.1、實驗步驟和結(jié)果
2.2、多項式模型
3、汽車懸架系統(tǒng)H∞控制的靜態(tài)輸出
3.1、汽車懸架模型
3.2、H∞控制器靜態(tài)輸出公式
4、仿真結(jié)果
5、結(jié)論
1、介紹
根據(jù)提高汽車乘坐舒適性、安全性、對道路的損毀最小以及整車的性能的形式可以將汽車懸架分為三類：被動懸架，主動懸架和半主動懸架。通常情況下，傳統(tǒng)的被動懸架只在某個確定的頻率范圍且不需要信息反饋的情況下使用。因此，當系統(tǒng)和它的運行工況發(fā)生改變后，懸架的最優(yōu)設計效果不能實現(xiàn)。相反，主動懸架能夠在一個相當寬的頻率范圍內(nèi)提高懸架系統(tǒng)的性能并且能夠通過改變作用力來適應系統(tǒng)的變化。因此，自19世紀60年代以來主動懸架被廣泛的研究，并提出了多種實現(xiàn)途徑，具體可見參考文獻[1] 。然而，主動懸架通常需要消耗大量的能量，這就阻礙了主動懸架的廣泛應用。自19世紀70年代，半主動懸架引起了大家的關注，它能夠獲得比被動懸架更好的懸架性能而且消耗的能量比主動懸架少得多。尤其是當一些可控的阻尼器，如電流變和磁流變阻尼器被發(fā)明后，使得半主動懸架的實際應用更加成為可能。