基于EHA的车辆主动悬架控制算法与试验研究

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悬架系统性能的优劣直接影响车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性。由于被动悬架的参数固定,从根本上造成了乘坐舒适性和操纵稳定性的矛盾;主动悬架作为一种先进的悬架系统,能根据实时工况主动地调整和产生悬架所需的控制力,使悬架处于最佳的减振状态,从而使车辆在乘坐舒适性和操纵稳定性方面都有很大的提高。因此,有关车辆主动悬架控制技术的研究方兴未艾。 本文采用一种新颖的可控减振技术,提出基于电动静液作动器EHA(Electricalhydrostatic actuator)的车辆主动悬架系统。文中首先介绍了基于EHA的车辆主动悬架系统的组成及工作原理,根据无刷电机的工作原理建立了无刷电机的等效模型,并在此基础上建立了EHA系统的综合模型;然后运用车辆动力学理论,建立了1/4车体悬架系统的动力学模型;考虑到路面扰动输入对悬架控制的重要影响,建立了积分白噪声形式的路面不平度数学模型,并将其在时域内仿真实现。 控制算法是决定悬架系统控制质量的关键,本文研究了天棚阻尼控制、地棚阻尼控制、混合阻尼控制和模糊控制的原理,实现了天、地棚阻尼控制和混合阻尼控制在实际车辆主动悬架系统中的应用,并设计了模糊控制器;然后通过Matlab/Simulink对上述控制算法进行了仿真。从仿真结果来看,天、地棚阻尼控制能有效的改善车辆的某项性能,但同时也存在着一些不足之处;混合阻尼控制和模糊控制能在一定程度上改善车辆的整体性能,从算法的复杂性和可行性方面考虑,模糊控制是一种比较理想的控制算法。 最后,设计了机械式凸轮振动台,并进行了基于EHA车辆主动悬架的台架试验。从试验结果来看,控制后的悬架系统的乘坐舒适性和操纵稳定性都有一定程度的改善,说明悬架减振原理合理以及试验采用的控制算法是有效和可行的。
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