半主動(dòng)懸架與電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)自適應(yīng)模糊集成控制及其優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、轉(zhuǎn)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(guān)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(guān)改進(jìn)懸架結(jié)構(gòu)及控制以提高懸架動(dòng)態(tài)性能，采用動(dòng)力轉(zhuǎn)向及控制技術(shù)提高轉(zhuǎn)向時(shí)操縱輕便性和穩(wěn)定性的研究是車輛工程技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題之一。直至目前，主動(dòng)/半主動(dòng)懸架和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(gè)系統(tǒng)的集成控制。本文對半主動(dòng)懸架系統(tǒng)的關(guān)鍵部件--減振器、半主動(dòng)懸架與EPS及其集成控制系統(tǒng)進(jìn)行了較深入的研究。 首先，建立了基于轉(zhuǎn)向狀態(tài)下的半車模型，并建立了包括EPS模型、半主動(dòng)懸架模型、輪胎模型和路面模型在內(nèi)的整車多自由度動(dòng)力學(xué)集成模型，分析了半主動(dòng)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(yīng)用于半主動(dòng)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(diǎn)，引入了一個(gè)可

3、調(diào)因子，提出了一種帶可調(diào)因子的自適應(yīng)模糊控制方法，為設(shè)計(jì)出具有較好魯棒穩(wěn)定性的半主動(dòng)懸架與EPS集成控制系統(tǒng)提供了理論基礎(chǔ)。 第三，采用調(diào)節(jié)節(jié)流口開度來改變減振器阻尼的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)半主動(dòng)懸架系統(tǒng)關(guān)鍵部件--可調(diào)阻尼減振器，在微型轎車被動(dòng)減振器的基礎(chǔ)上，研制出一種通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的可調(diào)阻尼減振器，并通過臺架試驗(yàn)得到步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)角和可調(diào)阻尼力之間的關(guān)系，為集成控制系統(tǒng)尤其是阻尼控制規(guī)律設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。 第四，提出了半主動(dòng)懸架

4、與EPS白適應(yīng)模糊集成控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新思路，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了半主動(dòng)懸架系統(tǒng)和EPS系統(tǒng)自適應(yīng)模糊集成控制策略，開發(fā)了基于LPC2131微控制器的半主動(dòng)懸架與EPS集成控制器硬件，為半主動(dòng)懸架與EPS集成控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究奠定了基礎(chǔ)。 第五，在大量仿真計(jì)算的基礎(chǔ)上，率先進(jìn)行了半主動(dòng)懸架與EPS集成控制系統(tǒng)實(shí)車道路試驗(yàn)，包括平順性隨機(jī)輸入試驗(yàn)、蛇行試驗(yàn)、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入試驗(yàn)等，并將試驗(yàn)結(jié)果與仿真計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比。 最后，應(yīng)用改進(jìn)

5、遺傳算法對半主動(dòng)懸架與EPS整車動(dòng)力學(xué)集成控制系統(tǒng)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，使結(jié)構(gòu)參數(shù)和控制參數(shù)同時(shí)達(dá)到更優(yōu)，為集成控制系統(tǒng)的多目標(biāo)優(yōu)化應(yīng)用提供了依據(jù)。 研究結(jié)果表明，仿真計(jì)算和試驗(yàn)基本吻合。經(jīng)過自適應(yīng)模糊集成控制后的系統(tǒng)與被動(dòng)系統(tǒng)相比，質(zhì)心加速度和橫擺角速度等都有較大幅度下降，其中質(zhì)心加速度的峰值平均下降7.8％~10％，標(biāo)準(zhǔn)差平均下降8.3％~23.4％；橫擺角速度的峰值下降14.7％，標(biāo)準(zhǔn)差下降12.7％；操縱轉(zhuǎn)矩的峰值下降55.6