汽車主動懸架結(jié)構(gòu)-控制集成優(yōu)化仿真研究.pdf

1、懸架系統(tǒng)是車輛的重要組成部分,用于傳遞車體和車輪之間的力和力矩,起緩沖和減振的作用。傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)的設(shè)計是采用先設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)后設(shè)計控制器的串行方式,存在難以得到全局最優(yōu)性能的問題。針對此問題,本文提出一種對結(jié)構(gòu)參數(shù)和控制參數(shù)進(jìn)行集成優(yōu)化的方法。考慮到汽車行駛時具有復(fù)雜的外界干擾,使得主動懸架系統(tǒng)具有很大的不確定性,采用基于遺傳算法的懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和LQG控制參數(shù)集成優(yōu)化方法對汽車主動懸架進(jìn)行仿真研究。
　　本文運用車輛動力學(xué)理論,建立

2、了1/2車體四自由度主動懸架系統(tǒng)動力學(xué)模型,同時建立出積分白噪聲形式的路面不平度數(shù)學(xué)模型。根據(jù)不同控制原理分別設(shè)計了LQG控制器和模糊PID控制器,并通過MATLAB/Simulink構(gòu)建了這些控制策略下的主動懸架仿真模型。對比兩種控制方法下的仿真結(jié)果可知,模糊PID控制對于采取的控制量幾個指標(biāo)方面是最有效的,對于其余的指標(biāo),控制效果就不是很明顯了,而LQG控制策略的綜合控制效果較好。
　　由于汽車懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且參數(shù)較多,影響

3、了集成優(yōu)化的速度和效果,需要對系統(tǒng)進(jìn)行靈敏度分析,從而了解各個設(shè)計參數(shù)變化對響應(yīng)的影響程度,從中挑選出對系統(tǒng)性能影響最大的結(jié)構(gòu)參數(shù)。利用ADAMS建立主動懸架系統(tǒng)參數(shù)化虛擬樣機模型,然后在ADAMS/Insight環(huán)境中進(jìn)行靈敏度分析,挑選出對樣機性能影響最大的前四個參數(shù)作為集成優(yōu)化的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計變量。
　　針對多目標(biāo)優(yōu)化問題,采用改進(jìn)的非支配排序遺傳算法NSGAII對主動懸架系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)參數(shù)和LQG控制參數(shù)進(jìn)行多目標(biāo)集成優(yōu)化。集