輪式車輛半主動懸掛魯棒控制器研究

王強　李爽　牛星星

摘 要：本文簡要介紹了車輛半主動懸掛特點和組成，以半主動懸掛系統控制策略為研究對象進行了重點研究，建立車輛1/4車輛模型，推導出半主動懸掛工作時的狀態方程，針對H∞控制問題，通過魯棒控制方法探索車輛半主動懸掛魯棒控制器的性能以及設計問題。

關鍵詞：半主動懸掛；狀態方程； H∞控制；魯棒控制器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.225

1 前言

半主動懸掛也稱無源懸掛，由無源但可控的阻尼和彈性元件組成，能根據道路激勵和車輛系統的狀態來調節懸掛系統中的剛度和阻尼，相比于主動懸掛，其結構簡單、成本低，而且性能接近于主動懸掛，且不需要要專用能源裝置，用以接近被動懸掛的造價和復雜程度來提供接近似主動懸掛的性能，具有廣闊的發展前景。

設計半主動懸掛的核心就是懸掛的控制策略算法的研究，關鍵在于選擇合理的控制策略進行調節減震器阻尼。本文通過建立1/4車輛模型得到狀態方程，并采用H∞控制分析方法對半主動懸掛進行分析。

2 控制器研究

2.1 1/4車輛模型

在車輛行駛過程中，車體運動形式沿縱向x軸（前進方向）、沿橫向y軸（與前進方向垂直）和垂向z軸（垂直于xy平面）這三個方向，以及繞軸旋轉的搖頭、頭點和側滾等運動。本文主要以公路車輛為例建立車輛垂向振動的控制作用。

在因路面激勵而引起車輛振動時，采用1/4車輛模型（單論二自由度模型）來近似分析車輛系統，其1/4車輛模型的標稱動態方程為：

3 總結

本文以輪式車輛文研究對象，建立1/4車輛模型，推到出狀態方程，并對魯棒控制總結構分析進行了分析，針對控制器的總體性能從標稱性能、魯棒穩定性、魯棒性能三個方面進行了研究，最后通過分析得出了半主動懸掛系統中閉合系統魯棒性的設計在于可鎮定控制器的設計，為后續的研究打下了基礎。

參考文獻：

[1]陳兵，顧亮，黃華.履帶車輛半主動懸掛計算機仿真研究[J].計算機工程與設計，2006，27（01）：7-11.

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