汽車磁流變半主動(dòng)懸架系統(tǒng)的H∞控制

摘要
本文對汽車磁流變半主動(dòng)懸架系統(tǒng)的H∞控制進(jìn)行了研究。首先，對磁流變阻力器進(jìn)行了一個(gè)周期性激勵(lì)的實(shí)驗(yàn)；然后，建立了一個(gè)能夠描述磁流變阻力器動(dòng)態(tài)響應(yīng)的多項(xiàng)式模型。這個(gè)模型有個(gè)優(yōu)點(diǎn)，它能夠反映出磁流變減震器的逆動(dòng)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(gè)控制力是通過磁流變阻力器運(yùn)用上述的多項(xiàng)式模型獲得的。這種方案可以通過隨機(jī)激勵(lì)下的數(shù)值仿真得到進(jìn)一步驗(yàn)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(dá)到良好的懸架特性。
文章概要
1、介紹
2、實(shí)驗(yàn)及磁流變阻尼器模型
2.1、實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果
2.2、多項(xiàng)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(dòng)懸架，主動(dòng)懸架和半主動(dòng)懸架。通常情況下，傳統(tǒng)的被動(dòng)懸架只在某個(gè)確定的頻率范圍且不需要信息反饋的情況下使用。因此，當(dāng)系統(tǒng)和它的運(yùn)行工況發(fā)生改變后，懸架的最優(yōu)設(shè)計(jì)效果不能實(shí)現(xiàn)。相反，主動(dòng)懸架能夠在一個(gè)相當(dāng)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(yīng)系統(tǒng)的變化。因此，自19世紀(jì)60年代以來主動(dòng)懸架被廣泛的研究，并提出了多種實(shí)現(xiàn)途徑，具體可見參考文獻(xiàn)[1] 。然而，主動(dòng)懸架通常需要消耗大量的能量，這就阻礙了主動(dòng)懸架的廣泛應(yīng)用。自19世紀(jì)70年代，半主動(dòng)懸架引起了大家的關(guān)注，它能夠獲得比被動(dòng)懸架更好的懸架性能而且消耗的能量比主動(dòng)懸架少得多。尤其是當(dāng)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(dòng)懸架的實(shí)際應(yīng)用更加成為可能。