车辆悬架控制系统手册

前言

第1章车辆智能悬架控制系统的先进技术1

1.1引言1

1.2车辆悬架性能的评估标准4

1.2.1驾乘舒适性4

1.2.2车辆行驶性能4

1.3车辆悬架系统建模5

1.3.1道路模型5

1.3.2智能悬架四分之一模型5

1.3.3智能悬架二分之一模型6

1.3.4智能悬架整车模型8

1.3.5非线性动力学模型8

1.3.6非线性多体动力学模型11

1.3.7非线性不确定性模型11

1.3.8含时间延迟的非线性动力学模型12

1.3.9考虑故障的非线性动力学模型13

1.3.10执行机构模型14

1.4控制策略18

1.4.1线性控制策略19

1.4.2非线性控制策略19

1.4.3不确定性控制方法20

1.4.4迟滞性控制方法21

1.4.5容错控制法22

1.5验证方法24

1.6结语26

致谢27

参考文献27

第2章车辆智能主动悬架自适应控制系统33

2.1引言33

2.2背景35

2.2.1主动悬架系统线性模型和控制36

2.2.2主动悬架系统的非线性及未建模部分的描述40

2.3自适应模糊控制41

2.4自适应模糊滑模控制42

2.4.1减轻SMC的颤振43

2.4.2与SMC互补的FL控制器可消除系统非线性和不确定性45

2.5自适应神经网络控制46

2.6基于遗传算法的自适应优化控制47

2.7自适应控制集成48

2.7.1自适应神经-模糊控制49

2.7.2基于自适应遗传算法的*优模糊控制49

2.7.3遗传神经网络组合控制50

2.8结论51

参考文献52

第3章集成悬架系统的鲁棒主动控制57

3.1介绍57

3.2不确定综合系统建模59

3.3鲁棒控制系统设计62

3.3.1控制目标62

3.3.2鲁棒的控制器设计63

3.3.3电动液压执行器的力跟踪控制69

3.4数值模拟70

3.5结论76

附录76

参考文献79

第4章车辆主动悬架系统的区间2型模糊控制器83

4.1简介83

4.2非线性主动悬架系统85

4.3区间2型T-S模糊控制系统87

4.3.1通用T-S模糊模型和模糊控制系统87

4.3.2区间2型T-S模糊控制系统88

4.3.3提出的IT2 T-S模糊控制系统90

4.4IT2 T-S模糊控制系统的稳定性分析92

4.5仿真实例94

4.5.1数值实例94

4.5.2半车主动悬架系统95

4.6结语101

参考文献101

第5章执行器不确定的半车悬架系统的主动控制104

5.1引言104

5.2问题表述105

5.3主要结论109

5.4仿真结果112

5.5结论118

参考文献118

第6章基于有限频率法的主动悬架控制120

6.1介绍120

6.2问题表述121

6.3状态反馈控制器的设计124

6.4动态输出反馈控制器设计128

6.4.1有限频率的情况下129

6.4.2整个频率的情况下131

6.5仿真134

6.5.1状态反馈的情况134

6.5.2动态输出反馈情况137

6.6总结144

参考文献144

第7章基于模糊控制方法的不确定车辆悬架系统容错控制147

7.1介绍147

7.2问题表述148

7.3容错模糊控制器设计154

7.4仿真结果157

7.5总结162

附录163

参考文献165

第8章执行器饱和的悬架系统的H∞模糊控制166

8.1介绍166

8.2悬架系统模型167

8.2.1主动四分之一汽车悬架模型168

8.2.2半车悬架模型170

8.2.3整车悬架模型174

8.3悬架系统的Takagi-Sugeno模糊模型178

8.3.1主动四分之一汽车悬架的Takagi-Sugeno表示179

8.3.2主动半车悬架的Takagi-Sugeno表示180

8.3.3主动整车悬架的Takagi-Sugeno表示182

8.4Takagi-Sugeno模糊模型的验证185

8.4.1仿真参数186

8.4.2Takagi-Sugeno模糊模型的验证186

8.5执行器饱和190

8.5.1饱和的类型192

8.5.2饱和效应建模192

8.5.3饱和控制和约束控制193

8.6Takagi-Sugeno模糊模型的二次稳定193

8.6.1凸分析和线性矩阵不等式194

8.6.2李雅普诺夫意义上的稳定性195

8.6.3吸引域195

8.6.4通过PDC控制实现二次稳定196

8.7H∞法197

8.8具有外部干扰和执行器饱和的PDC控制分析198

8.8.1约束控制198

8.8.2饱和控制200

8.8.3吸引域的优化201

8.9四分之一车主动悬架系统的控制设计202

8.10结论209

参考文献209

第9章基于磁流变阻尼器的半主动悬架系统的滑模控制器设计214

9.1简介214

9.2带MR阻尼器的半主动悬架系统的控制216

9.2.1可变节流阀216

9.2.2MR阻尼器218

9.3半主动悬架系统的模型跟随滑模控制器220

9.3.1系统模型与问题220

9.3.2滑模控制器221

9.3.3仿真结果223

9.4具有描述功能方法的滑模控制器224

9.4.1问题表述225

9.4.2集成滑模控制225

9.4.3用描述函数方法重新设计继电器输入227

9.4.4仿真条件228

9.4.5开关功能极限周期的精度229

9.4.6改善由无源约束引起的劣化231

9.4.7验证抗参数变化的鲁棒性232

9.5半主动悬架系统的VSS观察器233

9.5.1装置233

9.5.2问题表述234

9.5.3VSS观测器的设计235

9.5.4数值模拟237

参考文献241

第10章车辆主动悬架控制器和参数联合设计244

10.1概述244

10.2问题表述245

10.3系统联合设计247

10.4仿真结果250

10.5结论255

参考文献255

第11章CAE环境下车辆悬架系统控制方法259

11.1引言259

11.2机电悬架系统分类260

11.3设计开发流程261

11.4主动悬架系统建模263

11.4.1状态空间中的系统模型264

11.4.2主动悬架数字系统合成266

11.4.3采用PID控制器的主动悬架控制268

11.4.4采用神经网络的主动悬架控制272

11.5结论277

参考文献278

第12章基于线性矩阵不等式的车辆发动机机体时滞系统振动控制281

12.1引言281

12.2车辆发动机机体系统284

12.3问题表述288

12.4主要结果289

12.4.1状态反馈控制设计289

12.4.2输出反馈控制设计296

12.5仿真结果297

12.6结论303

参考文献304

第13章非线性车辆悬架系统的频域分析与设计307

13.1引言307

13.2系统模型和输出频率响应函数(OFRF)方法309

13.2.1系统模型309

13.2.2系统输出频率响应函数的确定311

13.2.3优化和系统分析314

13.2.4结论319

13.3比较研究319

13.3.1现有的非线性阻尼特性319

13.3.2基于OFRF分析方法的阻尼特性设计320

13.3.3对比研究322

13.3.4动力学模型验证328

13.3.5结论330

13.4在动态车辆模型上的应用330

13.4.1动态车辆模型330

13.4.2仿真研究332

13.4.3总结338

13.5结论和未来工作338

参考文献339