基于Sinmulik汽車主動懸架PID控制器設計與仿真

王登強 王銳 董正欣

摘 要：通過簡化汽車懸架的振動模型，在此基礎上利用Matlab/Simulink仿真軟件建立可以求解的整車二自由度振動仿真模型和PID控制器，仿真結果可以說明PID控制能夠調(diào)整懸架振動形式，以確保汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性和平順性。

關鍵詞：主動懸架；PID控制器；仿真分析

中圖分類號：U463.33 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.04.008

3 仿真系統(tǒng)模型搭建與分析

3.1 模型參數(shù)

本文研究對象是某款家用轎車，轎車懸架系統(tǒng)主要參數(shù)簧載質(zhì)量470 kg、非簧載質(zhì)量37 kg、輪胎剛度187 000 N/m、懸架彈簧剛度19 100 N/m、減振器阻尼系數(shù)1240 N·s/m。

3.2 仿真模型建立

由系統(tǒng)的微分方程推導的系統(tǒng)狀態(tài)方程和PID控制器設計原則[3]，在Matlab/Simulink仿真軟件中搭建懸架系統(tǒng)的仿真模型和PID控制器，系統(tǒng)初級輸入為B級路面、車速為100 km/h時的低頻激勵輸入。

3.3 模型求解與分析

汽車在B級路面上行駛，行駛速度為100 km/h時，仿真輸出結果中虛線代表非PID控制的響應曲線，實線代表PID控制的響應曲線，從中可以看出，經(jīng)過PID控制器控制后的懸架系統(tǒng)，車身速度以及車身加速度的最大幅值都有所降低，波形衰減速度較為明顯，可以說明在常見路面不平度輸入PID控制能夠調(diào)整懸架振動形式，以確保汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性和平順性。

4 結語

本文從汽車駕駛體驗入手，利用Matlab/Sinmulink仿真軟件建立汽車懸架二自由度的1/4車輛模型和PID控制器，并完成仿真分析，從仿真結果說明PID控制器能夠調(diào)整懸架振動形式，確保汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性和平順性；也說明利用PID控制方法控制主動懸架系統(tǒng)的可行性。

參考文獻：

[1] 吳慧峰.基于模糊控制的汽車主動懸架系統(tǒng)仿真研究[J].計算機仿真，2012（3）：363-366.

[2] 王瑩.基于四自由度車輛模型的汽車主動懸架系統(tǒng)的H_∞控制研究[D].安徽：合肥工業(yè)大學，2003.

[3] 詹長書，程崇，孫世磊. 基于模糊自適應 PID 控制器的空氣懸架控制策略研究[J].武漢理工大學學報（交通科學與工程版），2015（5）.