本文關(guān)鍵詞：基于路面識(shí)別的車輛半主動(dòng)懸架控制研究

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【摘要】：可控懸架系統(tǒng)的概念在近四十年間得到了廣泛的關(guān)注。半主動(dòng)懸架作為可控懸架系統(tǒng)中的重要研究方向,具有功率消耗低、改裝難度較小以及平順性改善程度與主動(dòng)懸架系統(tǒng)相近的特點(diǎn),已較多地應(yīng)用于高端量產(chǎn)乘用車輛中。半主動(dòng)懸架控制在本質(zhì)上是動(dòng)行程約束下以平順性和操縱穩(wěn)定性加權(quán)組合為目標(biāo)函數(shù)的多目標(biāo)動(dòng)態(tài)優(yōu)化問題。針對平順性與操縱穩(wěn)定性的本質(zhì)矛盾,如何選取優(yōu)化問題中的目標(biāo)函數(shù)成為了當(dāng)前半主動(dòng)懸架研究中的難點(diǎn)。本文首先將此難點(diǎn)其歸納為四個(gè)問題,之后圍繞這些問題,以路面識(shí)別為手段,進(jìn)行了半主動(dòng)懸架系統(tǒng)控制算法研究,并對四個(gè)問題進(jìn)行了逐一解答。具體研究內(nèi)容包括:針對半主動(dòng)懸架系統(tǒng)的性能矛盾問題,選取當(dāng)前最具有代表性的五種典型算法進(jìn)行了性能仿真分析。提出了修正的可調(diào)阻尼減振器延時(shí)模型,對不同延時(shí)下半主動(dòng)控制算法性能進(jìn)行了綜合分析,根據(jù)半主動(dòng)懸架系統(tǒng)中乘坐舒適性與操縱穩(wěn)定性兩者間的矛盾,提出了基于路面識(shí)別的車輛半主動(dòng)懸架控制這一控制方法。針對路面識(shí)別問題,考慮到當(dāng)前路面識(shí)別方法中依賴系統(tǒng)模型以及響應(yīng)信息利用率不足的問題,提出了基于懸架系統(tǒng)響應(yīng)的時(shí)域以及統(tǒng)計(jì)特征兩類全新的路面識(shí)別方法。其中時(shí)域識(shí)別方法將路面識(shí)別創(chuàng)新性地轉(zhuǎn)化為逆向模型識(shí)別問題,通過系統(tǒng)辨識(shí)的方式實(shí)現(xiàn)路面輸入的高精度識(shí)別,進(jìn)而針對信號(hào)噪聲問題,提出了ANFIS-GMDH建模方法,提升了染噪系統(tǒng)識(shí)別精度。路面統(tǒng)計(jì)特征識(shí)別方法基于不同激勵(lì)產(chǎn)生響應(yīng)的時(shí)頻差異進(jìn)行,并分別通過仿真以及臺(tái)架實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行了算法驗(yàn)證。所提出的路面識(shí)別方法為半主動(dòng)懸架控制施加提供了基礎(chǔ)。針對如何將路面信息與車輛半主動(dòng)懸架控制相結(jié)合這一問題,提出了基于路面統(tǒng)計(jì)特征的混合懸架控制以及基于路面時(shí)域信息的模型預(yù)測控制兩種控制方法。根據(jù)路面統(tǒng)計(jì)特征,將車輛性能轉(zhuǎn)化為以控制參數(shù)為自變量的解析表達(dá)式,采用NSGA-II算法對此多目標(biāo)優(yōu)化問題(MOOP)進(jìn)行求解,實(shí)現(xiàn)了基于路面統(tǒng)計(jì)特征信息的車輛半主動(dòng)懸架混合控制,解決了混合控制參數(shù)選取的問題;根據(jù)路面時(shí)域信息,采用混雜模型預(yù)測控制(Hybrid MPC)實(shí)現(xiàn)了四分之一車輛以及半車軸距預(yù)瞄控制,解決了半主動(dòng)懸架中狀態(tài)以及輸出力約束問題。實(shí)現(xiàn)了路面識(shí)別與半主動(dòng)懸架系統(tǒng)性能目標(biāo)函數(shù)選取的有機(jī)結(jié)合。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.33

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本文編號(hào)：1151849