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基于Matlab的汽车主动悬架控制器设计与仿真

《现代控制理论及其应用》课程小论文

基于Matlab的汽车主动悬架控制器设计与仿真

学院：机 械 工 程 学 院

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2015年6月3号

目录

1、研究背景3

2、仿真系统模型的建立4

2.1被动悬架模型的建立4

2.2主动悬架模型的建立5

3、LQG控制器设计6

4、仿真输出与分析7

7

4.2仿真结果分析9

5、总结10

11

(一)主动悬架车辆模型11

(二)被动悬架车辆模型12

13

1、研究背景

汽车悬架系统由弹性元件、导向元件和减振器组成,是车身与车轴之间连接的所有组合体零件的总称,也是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间一切力传递装置的总称,其主要功能是使车轮与地面有很好的附着性,使车轮动载变化较小,以保证车辆有良好的安全性,缓和路面不平的冲击,使汽车行驶平顺,乘坐舒适,在车轮跳动时,使车轮定位参数变化较小,保证车辆具有良好的操纵稳定性。

(a)被动悬架系统(b)半主动悬架系统(c)主动悬架系统

图1 悬架系统

汽车的悬架种类从控制力学的角度大致可以分为被动悬架、半主动悬架、主动悬架3种(如图1所示)。目前,大部分汽车使用被动悬架 ,这种悬架在路面不平或汽车转弯时,都会受到冲击,从而引起变形,这时弹簧起到了减缓冲击的作用,同时弹簧释放能量时,产生振动。为了衰减这种振动 ,在悬架上采用了减振器 ,这种悬架作用是外力引起的,所以称为被动悬架。半主动悬架由可控的阻尼及弹性元件组成 ,悬架的参数在一定范围内可以任意调节。主动悬架是在控制环节中安装了能够产生上下移动力的装置,执行元件针对外力的作用产生一个力来主动控制车身的移动和车轮受到的载荷,即路面的反作用力。随着电控技术的发展，微处理器在车辆中的应用已经日趋普遍,再加上作动器、可调减振