基于顯式預(yù)測控制的磁流變半主動(dòng)懸架控制.pdf

1、隨著生活水平的提高及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對汽車的性能要求越來越高。懸架系統(tǒng)作為現(xiàn)代汽車的重要部分之一，在提高汽車安全性和舒適性方面有著極其重要的作用。相對于其它類型的懸架系統(tǒng)而言，基于磁流變減振器的半主動(dòng)懸架系統(tǒng)的研究價(jià)值非常高，且應(yīng)用前景廣泛。對該系統(tǒng)的研究一般會涉及懸架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、減振器的設(shè)計(jì)及選型、系統(tǒng)的建模方法、控制策略的選擇、控制系統(tǒng)的仿真、半實(shí)物測試及實(shí)物測試等方面。本文的主要目的是研究基于磁流變減振器的半主動(dòng)懸架的控制策略

2、，改善半主動(dòng)懸架的性能，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究:
　　1.基于ControlBase_VT控制單元的軟硬件資源，搭建了汽車半主動(dòng)懸架控制器的開發(fā)平臺，并根據(jù)平臺的硬件輸出特性，設(shè)計(jì)了磁流變減振器的驅(qū)動(dòng)電路。作為控制器快速原型的開發(fā)平臺，該平臺為控制算法的硬件在環(huán)及實(shí)車測試提供了軟硬件基礎(chǔ)。
　　2.根據(jù)汽車半主動(dòng)懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理，建立了半主動(dòng)懸架系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。作為半主動(dòng)懸架的執(zhí)行器，磁流變減振器的模型是半主動(dòng)

3、懸架系統(tǒng)模型中不可或缺的部分，因此，本文進(jìn)一步分析了磁流變減振器的工作機(jī)理和非線性滯環(huán)特性，并利用臺架實(shí)驗(yàn)采集了其物理特性數(shù)據(jù)，建立了磁流變減振器的滯環(huán)多項(xiàng)式模型，且驗(yàn)證了該模型的精確性。
　　3.根據(jù)汽車懸架系統(tǒng)的性能指標(biāo)和半主動(dòng)懸架的數(shù)學(xué)模型，建立了優(yōu)化命題，并加入了半主動(dòng)懸架的實(shí)際物理約束。利用混雜系統(tǒng)理論(MLD)對約束進(jìn)行處理后，將半主動(dòng)懸架模型及約束轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的分段線性混雜模型，然后，結(jié)合優(yōu)化命題，利用顯式預(yù)測控制算法

4、設(shè)計(jì)了半主動(dòng)懸架的控制器，最后，采用Matlab仿真的形式，通過和天棚控制算法進(jìn)行比較，驗(yàn)證了顯式預(yù)測控制算法的優(yōu)越性。
　　4.利用上位機(jī)的CAN總線通信管理軟件CANape將顯式模型預(yù)測控制算法下載到ControlBase_VT控制器中，并在Matlab/Simulink中建立半主動(dòng)懸架的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，然后，利用CANape將載有控制策略的控制器和半主動(dòng)懸架動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行閉環(huán)仿真，通過硬件在環(huán)測試進(jìn)一步驗(yàn)證了顯式模型預(yù)測控制的有