半主動懸架與電動助力轉向系統(tǒng)自適應模糊集成控制及其優(yōu)化設計.pdf

1、轉向系統(tǒng)與懸架系統(tǒng)是汽車底盤系統(tǒng)中影響車身姿態(tài)的兩大關鍵系統(tǒng)，是保證車輛行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和安全性的重要組成部件。有關改進懸架結構及控制以提高懸架動態(tài)性能，采用動力轉向及控制技術提高轉向時操縱輕便性和穩(wěn)定性的研究是車輛工程技術領域的熱點課題之一。直至目前，主動/半主動懸架和電動助力轉向(EPS)及其控制系統(tǒng)的研究己分別取得了許多成果，但由于懸架系統(tǒng)與轉向系統(tǒng)之間具有一定的耦合作用，簡單的疊加控制并不能獲得最優(yōu)的綜合性能，要獲得更優(yōu)的

2、整車綜合性能必須依賴于兩個系統(tǒng)的集成控制。本文對半主動懸架系統(tǒng)的關鍵部件--減振器、半主動懸架與EPS及其集成控制系統(tǒng)進行了較深入的研究。 首先，建立了基于轉向狀態(tài)下的半車模型，并建立了包括EPS模型、半主動懸架模型、輪胎模型和路面模型在內(nèi)的整車多自由度動力學集成模型，分析了半主動懸架系統(tǒng)和EPS系統(tǒng)對車身姿態(tài)的影響。 第二，將模糊控制應用于半主動懸架和EPS集成控制系統(tǒng)，針對傳統(tǒng)的模糊控制規(guī)則不可調(diào)的特點，引入了一個可

3、調(diào)因子，提出了一種帶可調(diào)因子的自適應模糊控制方法，為設計出具有較好魯棒穩(wěn)定性的半主動懸架與EPS集成控制系統(tǒng)提供了理論基礎。 第三，采用調(diào)節(jié)節(jié)流口開度來改變減振器阻尼的設計思路，設計半主動懸架系統(tǒng)關鍵部件--可調(diào)阻尼減振器，在微型轎車被動減振器的基礎上，研制出一種通過步進電機驅動的可調(diào)阻尼減振器，并通過臺架試驗得到步進電機轉角和可調(diào)阻尼力之間的關系，為集成控制系統(tǒng)尤其是阻尼控制規(guī)律設計提供了依據(jù)。 第四，提出了半主動懸架

4、與EPS白適應模糊集成控制系統(tǒng)設計的新思路，創(chuàng)新設計了半主動懸架系統(tǒng)和EPS系統(tǒng)自適應模糊集成控制策略，開發(fā)了基于LPC2131微控制器的半主動懸架與EPS集成控制器硬件，為半主動懸架與EPS集成控制系統(tǒng)的應用研究奠定了基礎。 第五，在大量仿真計算的基礎上，率先進行了半主動懸架與EPS集成控制系統(tǒng)實車道路試驗，包括平順性隨機輸入試驗、蛇行試驗、轉向盤轉角階躍輸入試驗等，并將試驗結果與仿真計算結果進行對比。 最后，應用改進

5、遺傳算法對半主動懸架與EPS整車動力學集成控制系統(tǒng)進行多目標優(yōu)化，使結構參數(shù)和控制參數(shù)同時達到更優(yōu)，為集成控制系統(tǒng)的多目標優(yōu)化應用提供了依據(jù)。 研究結果表明，仿真計算和試驗基本吻合。經(jīng)過自適應模糊集成控制后的系統(tǒng)與被動系統(tǒng)相比，質心加速度和橫擺角速度等都有較大幅度下降，其中質心加速度的峰值平均下降7.8％~10％，標準差平均下降8.3％~23.4％；橫擺角速度的峰值下降14.7％，標準差下降12.7％；操縱轉矩的峰值下降55.6