【摘要】：汽車懸架系統(tǒng)是車架與車橋之間用來傳遞力和力矩的全部連接裝置的總成,功用是緩和汽車在顛簸路面上行駛所產生的沖擊,維持汽車在不平道路上行駛安全。汽車在行駛過程中,經常由于載荷,車速和路況等工況的變化引起汽車局部或整體的激烈振動,這種振動不僅影響乘員駕車舒適性,還會直接影響輪胎對地面附著性能和操縱平穩(wěn)性。因此,研究汽車懸架系統(tǒng),采用有效的技術方案,衰減通過底盤和座椅由路面激勵引起的傳遞給人體的振動,是確保汽車行駛過程中處于動態(tài)平穩(wěn)性的一個主要方法。本文針對汽車主動懸架系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動態(tài)特性展開討論,基于魯棒控制理論進行算法設計并加以驗證分析。主要內容可概括如下:(1)為了研究汽車懸架參數不確定性對主動懸架系統(tǒng)性能的影響,構建了基于線性分式變換的二自由度四分之一汽車主動懸架綜合模型�；诶钛抛V諾夫(Lyapunov)理論設計一種最優(yōu)H2/H∞保性能狀態(tài)反饋主動控制律,將最優(yōu)保性能問題轉化為線性矩陣不等式(LMI)的凸優(yōu)化約束問題,運用不確定矩陣結構信息繼而引入自由變量以降低控制律設計的保守性。(2)在考慮主動懸架存在作動器響應延遲(輸入時滯)條件下,為降低輸入時滯和車身質量不確定性對控制系統(tǒng)的消極作用,提出一種魯棒H∞/廣義H2控制方法,并應用到四自由度二分之一汽車主動懸架數學模型。在控制器設計進程中,將時滯因素融入李雅普諾夫泛函(Lyapunov-Krasovskii)中,并基于錐補線性化算法得到基于LMI的凸優(yōu)化最優(yōu)解。(3)針對車輛四自由度二分之一汽車主動懸架系統(tǒng)時變輸入時滯所引起的控制穩(wěn)定性問題,并綜合考慮路面擾動信息及參數攝動因素,研究一種考慮時變輸入時滯及預瞄信息的魯棒H∞/廣義H2控制器。(4)理論推導完成之后,將基于電磁作動器的二自由度四分之一汽車懸架數學模型作為研究對象,結合本文設計的魯棒保性能控制方法進行仿真驗證。
【圖文】：

如圖1-2 所示，車輛懸架系統(tǒng)一般由彈簧元件、減振器（阻尼元件）和導向機構等組成[5,6]。彈性元件是承受傳遞垂直載荷承載和抑制路面沖擊的元件，它保證懸掛質量和非懸掛質量之間的彈性連接，使車輛在行經不平路面時保持輪胎貼地性。減振器是一個吸收能量和耗散能量的裝置，它在汽車受到路面干擾時，會以自身的變形壓縮吸收震動的力量，抑制不平路面對車體造成的震動和顛簸。導向機構是傳導作用力的方向和傳遞作用力的裝置，它使車輪按照規(guī)定的運動軌跡相對車身運動并保證了力和力矩的有效傳遞。傳統(tǒng)懸架的結構一經確定，懸架的性能參數已固定，它的懸架彈簧和阻尼器特性受到外部激勵時，只能被動地做出反應。在行車進程中不能動態(tài)調整，因而只能在預定路面激勵及懸架特定參數情況下確保最佳性能。在懸架特定參數和路況等情況發(fā)生變動時

作動器概論主動懸架控制中，作動器是實現振動主動控制的主要部件。其功能是法對懸架系統(tǒng)施加主動控制力。應用較多的作動器可分為液壓式作動。執(zhí)行機構形式雖然各異，但它們終歸是主動力的執(zhí)行器。液壓式作作動筒，由于液壓式作動器穩(wěn)定性高且有效控制力大，，因此得到廣泛統(tǒng)功耗較大，伺服系統(tǒng)復雜且存在延遲�？諝馐搅Πl(fā)生器則是以空氣，應用氣體的壓縮性達到彈性效應的目的。力隔振科技發(fā)展，電磁作動器近幾年受到越來越多關注。電磁作動器通過電磁力的作用，在沒有接觸性約束的情況下，在極短時間內作出緩和車體振動，保持車輛平穩(wěn)行駛，尤其是在行車速度很高又很顛簸的優(yōu)勢。圖 6-1 為電磁作動器實物圖，相較于液壓作動器，電磁作動器有不受黏著力限制、能量消耗低、響應時間短、可靠性高和控制量大應用到永磁懸浮、非接觸精密定位系統(tǒng)、車輛懸架主動減振控制等領磁作動器，由傳感器測量到各種路面擾動等信息，通過控制電磁減振電磁力，從而達到改善乘坐舒適性的目的。
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U463.33

【參考文獻】

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本文編號：2615654