本文關(guān)鍵詞：智能汽車主動(dòng)懸架輸出反饋控制方法研究

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【摘要】：智能汽車的發(fā)展使得實(shí)時(shí)獲取道路特征和車輛狀態(tài)信息成為可能,可為主動(dòng)懸架控制提供更多有效信息以進(jìn)一步提高主動(dòng)懸架的控制性能。本文基于智能汽車的道路特征信息,研究主動(dòng)懸架控制方法,以期為進(jìn)一步提升智能汽車主動(dòng)懸架控制性能提供方法。目前,廣泛研究的主動(dòng)懸架控制是在車速不變,車路耦合具有平穩(wěn)隨機(jī)激勵(lì)特性的條件下進(jìn)行的。與此不同,本文考慮車速或路面不平度變化導(dǎo)致車路耦合為非平穩(wěn)隨機(jī)激勵(lì)情況。由于車路耦合非平穩(wěn)激勵(lì)在不同時(shí)間段表現(xiàn)出的特征不同,故本文首先采用時(shí)頻分析方法對(duì)車路耦合激勵(lì)的頻率分布特征進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上,討論了根據(jù)路面不平度信息設(shè)計(jì)主動(dòng)懸架控制器的思路和方法,給出了隨路面不平度變化的主動(dòng)懸架H∞輸出反饋控制器,并對(duì)給出的控制方法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,最后開發(fā)了主動(dòng)懸架仿真系統(tǒng)。本文第二章給出了一種單輪路面激勵(lì)時(shí)域建模方法。采用短時(shí)傅里葉變換時(shí)頻分析方法分析了不同等級(jí)路面,不同車速時(shí)車路耦合激勵(lì)信號(hào)的頻率分布情況,得到車路耦合激勵(lì)信號(hào)的時(shí)頻特征,為后續(xù)章節(jié)的主動(dòng)懸架控制器設(shè)計(jì)提供了激勵(lì)信號(hào)的特征信息。高精度動(dòng)力學(xué)模型veDYNA和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文給出的車路耦合激勵(lì)信號(hào)建模方法是可行和有效的。在獲得車路耦合激勵(lì)信號(hào)特征的基礎(chǔ)上,本文第三章綜合考慮了車輛乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性性能指標(biāo),分析了針對(duì)不同等級(jí)路面設(shè)計(jì)不同加權(quán)函數(shù)的方法,考慮了實(shí)際應(yīng)用時(shí)可獲得的測(cè)量信息,給出了一種適應(yīng)不同車路耦合激勵(lì)特征的主動(dòng)懸架約束H∞輸出反饋控制算法。仿真結(jié)果表明本章給出的控制算法可以更有效抑制不平路面的擾動(dòng),提高車輛的舒適性。本文第四章針對(duì)人體在有限頻域內(nèi)對(duì)振動(dòng)的敏感特性,基于路面激勵(lì)頻率分布特征確定了上限頻率和下限頻率,考慮了懸架動(dòng)行程、輪胎動(dòng)靜載荷比、主動(dòng)力等約束條件,應(yīng)用廣義KYP引理將傳遞函數(shù)不等式轉(zhuǎn)換為線性矩陣不等式,設(shè)計(jì)了有限頻域H∞輸出反饋控制器。并通過仿真檢驗(yàn)了控制算法的有效性。為實(shí)現(xiàn)硬件在回路的仿真,本文基于AMESim、Lab VIEW和NI設(shè)備開發(fā)了主動(dòng)懸架仿真系統(tǒng)。其中AMESim用于仿真車輛和懸架系統(tǒng)動(dòng)態(tài),運(yùn)行在NI設(shè)備中;本文描述了基于LabVIEW的LabVIEW與AMESim數(shù)據(jù)交互模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、傳感器信號(hào)處理模塊、CAN報(bào)文接收與發(fā)送模塊的設(shè)計(jì)方法。開發(fā)的主動(dòng)懸架仿真系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)控制算法硬件在環(huán)的測(cè)試。
【關(guān)鍵詞】：車路耦合激勵(lì) 非平穩(wěn)信號(hào) 時(shí)頻分析 主動(dòng)懸架 輸出反饋
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.33;U463.6
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景及意義10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 車路耦合激勵(lì)研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 車輛主動(dòng)懸架系統(tǒng)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容及安排16-18
• 第2章 車路耦合激勵(lì)信號(hào)特征分析18-37
• 2.1 引言18
• 2.2 車路耦合激勵(lì)信號(hào)的時(shí)域描述與分析18-24
• 2.3 車路耦合激勵(lì)信號(hào)時(shí)頻分析24-31
• 2.3.1 車路耦合激勵(lì)信號(hào)的短時(shí)傅里葉變換24-25
• 2.3.2 車路耦合激勵(lì)信號(hào)的時(shí)頻分析結(jié)果25-30
• 2.3.3 VeDYNA中車路耦合激勵(lì)信號(hào)時(shí)頻分析結(jié)果30-31
• 2.4 車路耦合激勵(lì)信號(hào)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析31-36
• 2.4.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建31-33
• 2.4.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的時(shí)頻分析33-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第3章 主動(dòng)懸架系統(tǒng)H∞輸出反饋控制算法設(shè)計(jì)37-56
• 3.1 引言37
• 3.2 主動(dòng)懸架系統(tǒng)建模37-38
• 3.3 H∞輸出反饋控制器的設(shè)計(jì)38-43
• 3.3.1 控制問題描述及加權(quán)函數(shù)選取38-40
• 3.3.2 H∞輸出反饋控制算法設(shè)計(jì)40-43
• 3.4 仿真結(jié)果及分析43-55
• 3.5 本章小結(jié)55-56
• 第4章 主動(dòng)懸架系統(tǒng)有限頻域輸出反饋控制算法設(shè)計(jì)56-72
• 4.1 引言56
• 4.2 有限頻域H∞輸出反饋控制器設(shè)計(jì)56-61
• 4.2.1 控制問題描述56-57
• 4.2.2 控制算法設(shè)計(jì)57-61
• 4.3 仿真結(jié)果及分析61-71
• 4.4 本章小結(jié)71-72
• 第5章 基于AMESim的主動(dòng)懸架仿真系統(tǒng)開發(fā)72-86
• 5.1 引言72
• 5.2 主動(dòng)懸架仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)72-73
• 5.3 AMESim車輛動(dòng)力學(xué)模型73-76
• 5.4 基于LabVIEW的仿真系統(tǒng)各功能模塊開發(fā)76-84
• 5.4.1 與AMESim接口模塊設(shè)計(jì)77-79
• 5.4.2 模擬信號(hào)輸出與采集模塊實(shí)現(xiàn)79-80
• 5.4.3 CAN報(bào)文接收與發(fā)送模塊實(shí)現(xiàn)80-82
• 5.4.4 遠(yuǎn)程與本地?cái)?shù)據(jù)交換模塊實(shí)現(xiàn)82-83
• 5.4.5 LabVIEW控制界面83-84
• 5.5 本章小結(jié)84-86
• 結(jié)論86-87
• 參考文獻(xiàn)87-93
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文93-95
• 致謝95

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