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主动悬架系统在传统悬架基础上添加了一个作动器,能够及时地产生控制力并根据具体路况进行调节,从而大幅度改善车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性,因此主动悬架在汽车领域研究中备受关注。但是由于其开发过程耗时费力,主动悬架尚未在中低档汽车上普及。本文将快速控制器原型(Rapid Controller Prototyping,RCP)这一概念引入了主动悬架控制器的设计,缩短了主动悬架控制系统的开发周期,降低了成本,提高了效率。
本文首先明确了研究课题的任务和所要达到的目标,在此基础上具体展开:文中采用MATtAB/Simulink/RTW(Real-Time Workshop)为软件开发环境,采用xPC结构配置目标硬件,将通用PC转化为实时控制器,从而为实现RCP设计搭建开发平台;对汽车悬架系统进行分析,阐述了悬架的性能要求及其评价指标,建立了二自由度四分之一车辆的主动悬架模型,得出动力学微分方程,并采用现代控制理论中的空间状态方程的形式表达,同时,采用带限白噪声模拟C级路面随机输入;进而,文中采用RCP方法进行主动悬架的设计,为研究方便,建立了被动悬架、线性二次型高斯(Linear QuadraticGaussian,LQG)主动悬架和模糊控制主动悬架的Simulink模型,利用RTW工具箱直接从Simulink模型自动生成可执行代码,下载到xPC环境的目标PC上采用外部模型运行,得到仿真结果后,在时域范围内采用均方根值(RMS)分析方法对三种悬架模型的性能加以分析对比。实验的结果证明了采用RCP方法设计主动悬架是完全可行的,并且能够达到较好的控制效果。