分?jǐn)?shù)微積分理論在車輛底盤控制中的應(yīng)用研究.pdf

1、懸架系統(tǒng)和轉(zhuǎn)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(lái)，基于分?jǐn)?shù)微積分理論發(fā)展起來(lái)的分?jǐn)?shù)階控制理論得到許多國(guó)內(nèi)外專家、學(xué)者的關(guān)注，但在車輛控制應(yīng)用中，只有少數(shù)外國(guó)學(xué)者在汽車懸架系統(tǒng)控制的研究中應(yīng)用了分?jǐn)?shù)階理論，而且仍處在于起步階段。本課題將分?jǐn)?shù)微積分理論引入到底盤控制中，進(jìn)行建模、仿真分析和研究。 本文首先介紹了分?jǐn)?shù)階微積分的定義、性質(zhì)、計(jì)算方法及控制方法等基礎(chǔ)理論知識(shí)。然

2、后，在對(duì)1/4車輛懸架系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合振動(dòng)控制理論和技術(shù)，設(shè)計(jì)了三種新的懸架控制系統(tǒng)，分別應(yīng)用分?jǐn)?shù)階微積分理論的最優(yōu)控制策略、CRONE控制策略和結(jié)合磁流變技術(shù)的半主動(dòng)CRONE控制策略。在Matlab/Simulink環(huán)境下，對(duì)上述三種控制策略下的懸架控制系統(tǒng)進(jìn)行了建模與仿真，通過(guò)對(duì)B級(jí)路面激勵(lì)下仿真結(jié)果分析，表明本文所建立的懸架，與被動(dòng)懸架相比在很大程度上降低了車身垂直加速度和輪胎動(dòng)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(dòng)撓度相對(duì)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(wèn)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(fù)雜性。 然后在對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向特性、動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律研究的基礎(chǔ)上，建立了四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，分析了前輪轉(zhuǎn)角輸入時(shí)的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)響應(yīng)。然后，結(jié)合分?jǐn)?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(zhuǎn)向系統(tǒng)，并在Matlab/Simulink環(huán)境下，建立仿