1、車輛半主動懸架的模糊控制與仿真劉波陳翀方敏（西華大學交通與汽車工程學院，成都）（四川大學計算機學院，成都），（，）（，）文章編號：（）【摘要】以半主動懸架為研究對象，建立了基于參考模型的模糊控制器，利用和建立車輛二自由度力學模型進行仿真，并對結果進行分析，證明該控制策略的有效性以及利用該軟件建模的方便性和可行性。關鍵詞：半主動懸架；模糊控制；仿真【】，：；!"!"! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !

2、 ! ! ! "! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! "來稿日期：中圖分類號：，文獻標識碼：由于現代汽車越來越多地采用獨立懸架，因此對懸架系統的研究大都是針對自由度汽車模型進行的，這種分析方法簡單且不失研究的重要性。仿真工具簡介是面向工程系統的高級建模仿真軟件，它使您能對任何元件和系統的動態性能進行仿真計算。友好的用戶界面和不斷改進的基于工程實踐的眾多應用庫使得軟件的使用簡單可靠，從而為工程設計提供了快速、準確的解決方案。它是一個圖形化的開發環境，適合于工程系統的建模，仿真和動態性能分析。是以復數矩陣作為基本單元的一種程序設計工具，

3、中集成了具有動態系統建模、仿真工具的。是面向傳遞函數、方框圖的動態仿真工具。仿真具有可視化的編程效果，能夠實時控制參數，有效地對數據輸入輸出進行分析。建立模型具有簡單、形象的特點，則更偏重于體現其數學模型本身，邏輯性絞強。兩者利用接口技術，有機地結合在一起，使模型建立既直觀且不失研究的準確性。車體模型及路面譜此系統模型，如圖所示。為非簧載質量，為簧載質量，為懸架彈簧剛度，為車輪彈簧剛度，為阻尼器。由于現代汽車越來越多的采用獨立懸架，故分別討論前輪載荷與前軸，后輪載荷與后軸所構成的兩個雙質量系統的振動，即車體模型，方法簡單且可靠。圖車體模型由于仿真需要路面信號輸入，該計算機仿真模型，這里用兩種方

4、法得到路面譜：（）當行駛車速穩定時，在時間域內路面速度的輸入為白噪聲，當車速恒定（）時，汽車垂直功率譜為一常數，于是路面輪廓可由白噪聲通過一個積分器產生；（）整形濾波器得到的隨機路面輪廓，該路面激勵由譜分析以及相關知識可得可以消除時間序列中的直流分量和均值漂移成分。（以級公路路面譜為例，由可建立隨機路面白噪聲輸入模型和整型濾波器輸入模型，如圖所示。（）（）圖隨機路面輸入模型機械設計與制造第期年月偏差的變化! 控制量偏差模糊化邏輯慣現非模糊化輸出控制策略（）半主動懸架根據汽車行駛狀態的動力學要求，通過改變減振器的節流口面積或調節節流閥開度來調節液力減振器的阻尼，以改善懸架的振動特性。調節懸架剛度

5、或剛度、阻尼同時調節的半主動懸架也在汽車工程中采用。為減少執行組件所需的功率，主要采用調節減振器的阻尼系數法，只需提供控制閥、控制器和反饋調節器所消耗的較小功率即可。（）隨著汽車結構和功能的不斷改進和完善，研究汽車振動，設計新型電控系統從而將汽車振動控制到最低水平已經成為提高現代汽車品質的重要措施。近年來隨著電子技術、微機控制技術以及現代控制理論的發展，對汽車懸架的最優控制、自適應控制、模糊控制、人工神經網絡控制等的研究不僅在理論上取得令人矚目的成績，同時已開始應用于實際汽車懸架生產當中。在我國，模糊控制理論的研究始于年，系統采用輸出反饋的模糊控制策略，使控制規律相對簡單，且能降低成本。控制器

6、的設計選取參考模型和實際懸架模型的車身垂直速度信號的差值及其變化作為模糊控制器的輸入信號，輸出信號為可變阻尼減振器的阻尼力。模糊邏輯控制器結構框圖，如圖所示。圖模糊邏輯控制器結構對于輸入輸出變量，我們都采用個語言模糊子集來確定，即（負大）、（負中）、（負小）、（零）、（正小）、（正中）、（正大）。輸入變量及以及輸出變量的模糊子集采用三角形隸屬函數。模糊控制規則是模糊控制器的個重要組成部分，它用語言的方式描述了控制器輸入量和輸出量之間的關系，即它們之間的模糊關系。模糊控制規則是根據人們的思維，以模糊推理的方式給出的。模糊控制器中個輸入量用個語言模糊集來描述，形成條控制規則。控制規則的形式為：（）

7、（）（）（，）建立模糊規則表如下，如表所示。表模糊控制規則表仿真模型與結果提出的天棚阻尼（）懸架模型，在實際車輛中是不存在的，是一種理想模型。本模型以天棚阻尼懸架為參考，選擇車體的速度和加速度為主要控制目標，通過反饋控制，力爭使總的控制效果達到最佳。利用進行仿真，模型（圖略）。部分參數為，。模型首先利用軟件機械庫的一些元器件構造了天棚阻尼懸架和半主動懸架模型，簡單、直接。緊接著用到信號庫的一些元器件對隨機路面譜輸入模型以及方波、正弦波激勵進行了構建，且對響應輸出進行了分析控制。根據模糊控制器設計思想，利用的工具箱對控制器進行了仿真。利用與接口，使得控制器與懸架模型聯系起來，實現了對車輛半主動懸架模糊控制的動力學仿真，如圖所示。車輛模型經過編譯轉換成函數，導入中，運行仿真，通過可以方便的對模型參數進行調節，如圖所示。圖軟件接口設置圖參數調節同時可通過和分別輸出仿真結果，結果相同有效，結果如下。從正弦信號的位移響應曲線可以看出控制后車身位移沒有發生明顯的滯后現象；從方波信號的位移響應曲線來看，車身振動頻率穩定，并且沒有發生急劇的不規則變化。從隨機路面譜輸入的位移響應曲線可看出車身位移明顯衰減（圖略）。結語在建立汽車兩自由度動力學模型的基礎上，利用軟件可以比較準確地對汽車動力學進行仿真分析，可以方便的建立隨機路面譜模型，響應模型，還能利用其軟件的友好性與聯立