汽车悬架控制策略的仿真研究.docx

目 录

第 1 章 绪论 ........................................................................................................................1

1.1 悬架系统介绍.........................................................................................................1

1.1.1 被动悬架......................................................................................................1

1.1.2 主动悬架......................................................................................................2

1.1.3 半主动悬架..................................................................................................4

1.2 课题研究背景 ........................................................................................................4

1.3 主动悬架系统的发展和应用现状 ........................................................................5

1.4 主动悬架控制策略的研究.....................................................................................5

1.7 小结.........................................................................................................................9

第 2 章 主动悬架控制系统的力学建模 ...........................................................................11

2.1 常用基本车体模型介绍.......................................................................................11

2.2 路面模型的建立...................................................................................................12

2.2.1 路面不平度及其功率谱密度....................................................................13

2.2.2 空间频率谱函数与时间频率谱函数的转化............................................15

2.2.3 离散道路输入............................................................................................16

2.3 悬架的动力学模型...............................................................................................16

2.3.1 传统被动悬架的 1/4 车体二自由度模型................................................17

2.3.2 基于主动悬架的 1/4 车体二自由度模型 ......................................................18

3.3.1 系统可控性................................................................................................28

3.3.2 系统可观性................................................................................................28

3.4 最优控制器的设计...............................................................................................29

3.5 小结.......................................................................................................................30

第 4 章 仿真与分析 ......................................................................................................32

4.1 路面激励建模与仿真 .........................................................................................32

4.2 1/4 车体二自由度被动悬架仿真建模 ..............................................................34

4.3 1/4 车体二自由度主动悬架建模与仿真 ......................................................35

4.4 主动悬架整车七自由度建模仿真.......................................................................42

4.5 小结.......................................................................................................................50

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第 1 章 绪论

1.1 悬架系统介绍

悬架是车身与车轮之间的一切传力连接装置的总称。汽车悬架的作

用除了缓冲和吸收来自车轮的振动之外，还要在汽车行驶过程中传递车

轮与路面之间的摩擦力，在汽车转向时，悬架还要承受来自车身的侧向

力，并在汽车起步和制动时能够抑制车身的俯仰振动，提高汽车的行驶

稳定和安全性。根据导向机构不同，汽车悬架可分为独立悬架和非独立

悬架两大类。根据悬架控制力可分为被动悬架、主动悬架和半主动悬架。

1.1.1 被动悬架

性能要求，在桑塔纳、夏利和赛欧等轿车上加强了通过优化寻找最优悬

架参数和对悬架导向机构的研究，采用了带有横向稳定杆的多连杆机构

悬架系统，在一定程度上改善了被动悬架减振效果

[1]

。

图1.1 被动悬架示意图

1.1.2 主动悬架

主动控制悬架的最初装置是由 AP 公司基于气液悬架发展的一种机

械系统

[2]

并由它们与汽车系统组成闭环控制系统。其中控制器是整个系统的信息