汽车主动悬架非线性振动的VOFB控制.pdfVIP

第38卷第12期 机械 工程学报 v0138 N012 2002年1 2月 CHlNESE JOURNALOFMECHANICAL Dec 2002 ENGINEERTNG 汽车主动悬架非线性振动的VOFB控制+ 乔宇王洪礼竺致文 (天津人学机械工程学院天津300072) 王 江 (天津大学) 摘要：提出了一种应用十汽车主动悬架非线性振动士动控制的新型鲁捧自适应控制算法——voFB算法(、Ⅻable— snucture·controlfcedback ou中ut backsl印ping)，并汪明了稳定性，还进行了仿真验证。引入了一个非线性滤波器， 简化了设计，设计，一输出反馈观测器，最后将变结构控制的设计方法引入BacksteppiⅡg控制器设计．得到了对 系统扰动的鲁棒性。 关键词：汽牟主动悬架VOFB Backs‘印ping鲁捧忡 中图分类号：0328 stepping控制去减弱扰动的影响。 0前言 本文在控制器设计中采用了变结构控制 s仃ucture Vsc(Variable 传统的被动悬架一般由具有固定参数的弹性元 相结合的非线性鲁棒控制设计方法。以 件和阻尼元什组成，被设计为适应于某一种路面， 这就限制了汽车性能的进‘步发展。而汽车主动悬 的形式设计各级伪控制项，并采用了输出反馈的观 架是一种能根据汽车每一时刻的运动状态和路面激 测器形式以利于实现，将两种思想相结合，形成一 励随时调整，使悬架始终处于最优减振状态的新型 种新型voFB设计方法． 悬架系统。它克服了传统悬架安全性与舒适性之间 的矛盾【l“，足目前国内外汽车工业研究的热点。 1 汽车主动悬架系统的模型 汽车主动悬架非线性振动的主动控制与车体、 车轮的绝对何移、速度相关。但是，检测这些状态 图1展示的是并行结构(Parallels仃uctIlre)的主 量需采用大量的传感器及滤波电路，这些元件成本 动悬架系统，其运动方程为 高昂，本身义具有非线性，还会产生较大的滞后与 r％≥2=一t2(z2一毛)一c2(j2一j1)+“。 误差，为控制系统设计引入了新的问题。使用。状 {mlfl=丘2(z2一zt)+c2(j2一j1)一(1) 态观测器”1来重构系统状态，并利用重构状态代替 l 尼l(：1一zo)一“。 原系统状态来实现状态反馈。以系统的输Hf与控制 式中 Ⅲ，，m：——车轮质量和l，4车体质量 项作为系统观测器的输入，而这两个量都是呵准确 zr一路面激励 测量，容易得到的。因此，构造Ou船ut—fcedback c：——减振器的阻尼系数 形式的观测器是简易而又方便的。Backstepping控=，，z：——车轮垂直位移和车体垂直位移 制方法H，是近几年才发展起来的用于设计大类 岛，^，——车轮刚度和车体悬架刚度 具有未知常参数值的非线性系统控制器的新方法， “。一一主动元件的输出，也是悬架系统 是目前解决小确定非线性系统控制问题的最有效途