分數(shù)微積分理論在車輛底盤控制中的應用研究.pdf

1、懸架系統(tǒng)和轉向系統(tǒng)是汽車底盤控制系統(tǒng)中的核心部分，其性能的優(yōu)劣直接影響汽車的乘坐舒適性和操縱安全性。近十多年來，基于分數(shù)微積分理論發(fā)展起來的分數(shù)階控制理論得到許多國內(nèi)外專家、學者的關注，但在車輛控制應用中，只有少數(shù)外國學者在汽車懸架系統(tǒng)控制的研究中應用了分數(shù)階理論，而且仍處在于起步階段。本課題將分數(shù)微積分理論引入到底盤控制中，進行建模、仿真分析和研究。 本文首先介紹了分數(shù)階微積分的定義、性質(zhì)、計算方法及控制方法等基礎理論知識。然

2、后，在對1/4車輛懸架系統(tǒng)研究的基礎上，結合振動控制理論和技術，設計了三種新的懸架控制系統(tǒng)，分別應用分數(shù)階微積分理論的最優(yōu)控制策略、CRONE控制策略和結合磁流變技術的半主動CRONE控制策略。在Matlab/Simulink環(huán)境下，對上述三種控制策略下的懸架控制系統(tǒng)進行了建模與仿真，通過對B級路面激勵下仿真結果分析，表明本文所建立的懸架，與被動懸架相比在很大程度上降低了車身垂直加速度和輪胎動載荷，較好的改善了車輛行駛平順性和安全性，而

3、且懸架動撓度相對其他整數(shù)階控制方法也有一定的改善，減小了懸架上下問發(fā)生碰撞的概率。特別指出，后兩種控制策略的懸架系統(tǒng)，具有一定的魯棒性，而且能耗降低，但也增加了系統(tǒng)的復雜性。 然后在對轉向系統(tǒng)的轉向特性、動力學和運動學規(guī)律研究的基礎上，建立了四輪轉向系統(tǒng)的動力學模型，分析了前輪轉角輸入時的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)響應。然后，結合分數(shù)微積分理論提出了前饋比例控制和前饋與反饋綜合控制的四輪轉向系統(tǒng)，并在Matlab/Simulink環(huán)境下，建立仿