【摘 要】
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预瞄主动悬架系统能够测量车辆前方的路面不平度,然后将其用于控制主动悬架,从而进一步提升车辆的行驶平顺性。在现有的预瞄控制算法研究中,通常将预瞄控制问题作为输入时滞问题,并将预瞄路面的不平度直接作为悬架系统将要受到的垂向激励。这导致控制系统难以适应不同的车速,且未考虑轮胎对路面不平度的滤波作用。为了使预瞄主动悬架控制系统能够适应不同的车速,并使其能够获得更准确的路面不平度激励,本文考虑轮胎包容特性对
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预瞄主动悬架系统能够测量车辆前方的路面不平度,然后将其用于控制主动悬架,从而进一步提升车辆的行驶平顺性。在现有的预瞄控制算法研究中,通常将预瞄控制问题作为输入时滞问题,并将预瞄路面的不平度直接作为悬架系统将要受到的垂向激励。这导致控制系统难以适应不同的车速,且未考虑轮胎对路面不平度的滤波作用。为了使预瞄主动悬架控制系统能够适应不同的车速,并使其能够获得更准确的路面不平度激励,本文考虑轮胎包容特性对路面的滤波作用,分别以悬架动行程和车身运动量为被控量设计了预瞄主动悬架控制系统。预瞄控制系统采用前馈补偿控制策略,并使用轮胎弹性滚子接触模型计算任意短波长不平路面的有效路面输入。以悬架动行程为被控量的预瞄控制系统将预瞄路面的有效路面输入用于计算控制参考信号,并通过四个二阶非线性自抗扰控制器使悬架动行程跟踪控制参考信号;以车身的运动量为被控量的预瞄控制系统通过天棚阻尼滤波模型将预瞄路面的有效路面输入转化为车身的运动量,并分别针对车身的垂向运动、俯仰运动和侧倾运动,通过滑模自抗扰控制器抵消车身的振动。在常用的车速范围内进行了脉冲输入路面和随机路面的仿真试验,对比了被动悬架、天棚阻尼控制、预瞄自抗扰控制和预瞄滑模自抗扰控制情况下的车辆动态响应,还对比了预瞄路面的预处理有、无轮胎包容特性滤波所取得的平顺性控制效果。仿真结果表明,本文所设计的预瞄主动悬架控制系统能够有效减少车身的振动加速度,提升车辆的行驶平顺性。当以车身的运动量为被控量时,所取得的控制效果最优。在预瞄控制中考虑轮胎包容特性能够减少车身的振动加速度,保证预瞄控制系统的有效性。
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