1、摘要為了滿足現代汽車懸架提出的各種性能要求,懸架的結構形式一直在不斷地更新和完善,盡管這樣,傳統的被動懸架仍然受到很多限制,主要是難于同時改善在不平路面上高速行駛車輛的穩定性和行駛平順性,即使采用優化設計也只能保證懸架在特定的激勵發生變化后,懸架的性能亦隨之發生變化,為了克服傳統的被動懸架對汽車性能改善的限制,近年來,汽車工業中相繼出現了性能更加優越的主動懸架和半主動懸架。關鍵詞：汽車主動懸架 半主動懸架 生產發展方向 AbstractIn order to satisfy the modern automobile suspended frame of the proposed all so

2、rts of performance requirements, suspension structure form has been in constant updates and perfect, despite this, traditional passive suspension still subject to many restrictions, mainly is difficult to improving the uneven pavement on the stability of the vehicle and the art of, even if adopting

3、the optimization design also only guarantee the suspension in particular incentive change, suspension performance also change, in order to overcome the traditional passive suspension for car performance improvement the limit, in recent years, the auto industry in succession in appeared more superior

4、 performance active suspension and semi-active suspension Keywords: car active suspension semi-active suspension production and development direction目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc322731485 摘要 PAGEREF _Toc322731485 h 1 HYPERLINK l _Toc322731486 Abstract PAGEREF _Toc322731486 h 2 HYPERLINK l _Toc

5、322731487 前言 PAGEREF _Toc322731487 h 4 HYPERLINK l _Toc322731488 1汽車懸架概述 PAGEREF _Toc322731488 h 5 HYPERLINK l _Toc322731489 1.1汽車懸架功用 PAGEREF _Toc322731489 h 5 HYPERLINK l _Toc322731490 1.2 懸架系統的性能要求 PAGEREF _Toc322731490 h 6 HYPERLINK l _Toc322731491 2汽車電子控制懸架系統 PAGEREF _Toc322731491 h 7 HYPERLINK

6、 l _Toc322731492 2.1汽車電子控制系統的基本內容 PAGEREF _Toc322731492 h 7 HYPERLINK l _Toc322731493 2.2汽車電子控制懸架概述 PAGEREF _Toc322731493 h 8 HYPERLINK l _Toc322731494 3主動懸架系統概論 PAGEREF _Toc322731494 h 9 HYPERLINK l _Toc322731495 3.1 主動懸架系統組成 PAGEREF _Toc322731495 h 9 HYPERLINK l _Toc322731496 3.2主動懸架系統的類型及原理 PAGER

7、EF _Toc322731496 h 10 HYPERLINK l _Toc322731497 3.3 主動懸架的優缺點 PAGEREF _Toc322731497 h 12 HYPERLINK l _Toc322731498 3.4主動懸掛技術應用發展狀況及趨勢 PAGEREF _Toc322731498 h 13 HYPERLINK l _Toc322731499 3.5主動懸架的電控系統及控制策略 PAGEREF _Toc322731499 h 15 HYPERLINK l _Toc322731500 3.5.1預見控制方法 PAGEREF _Toc322731500 h 16 HYPE

8、RLINK l _Toc322731501 3.5.2自適應控制 PAGEREF _Toc322731501 h 16 HYPERLINK l _Toc322731502 3.5.3魯棒控制 PAGEREF _Toc322731502 h 17 HYPERLINK l _Toc322731503 3.5.4變結構控制 PAGEREF _Toc322731503 h 17 HYPERLINK l _Toc322731504 3.5.5模糊控制 PAGEREF _Toc322731504 h 17 HYPERLINK l _Toc322731505 4主動懸架系統對汽車制動性能改善分析 PAGER

9、EF _Toc322731505 h 18 HYPERLINK l _Toc322731506 4.1問題的提出 PAGEREF _Toc322731506 h 18 HYPERLINK l _Toc322731507 4.2模型的建立 PAGEREF _Toc322731507 h 19 HYPERLINK l _Toc322731508 4.3控制器的建立 PAGEREF _Toc322731508 h 19 HYPERLINK l _Toc322731509 4.4模擬分析 PAGEREF _Toc322731509 h 19 HYPERLINK l _Toc322731510 結語 P

10、AGEREF _Toc322731510 h 22 HYPERLINK l _Toc322731511 致謝 PAGEREF _Toc322731511 h 23 HYPERLINK l _Toc322731512 參考文獻 PAGEREF _Toc322731512 h 24前言振動是影響汽車行駛平順性和操縱穩定性以及汽車零部件疲勞壽命的重要因素。劇烈的振動會影響汽車的行駛速度，并隨之產生環境噪音污染。隨著現代汽車隊乘坐舒適性和安全性的要求越來越高，設計一個具有良好綜合性能的懸架成為現代汽車研究的一個重要課題。隨著車輛參數及行駛工況的變化，對懸架系統性能的要求是不同的：一方面，為提高懸架系統

11、的行駛平順性，希望懸架系統的剛度較小，而采用較軟的懸架；另一方面，為了提高車輛的行駛安全性和方向的控制，則要求懸架系統的阻尼和剛度都比較大，需要采用較硬的懸架以減少車輪與車身件的相對行程，獲得良好的路面附著于支撐。傳統的被動式懸架系統的彈性元件的阻尼元件的剛度值和阻尼值是固定的，在汽車行駛過程中無法隨著路面狀況、載荷和車速等因素的變化而變化。目前，被動懸架系統的潛力已經接近極限，所以有必要設計一種不同于被動懸架系統的新型懸架系統，它可以隨汽車行駛狀況而自適應的改變其阻尼和剛度參數，具有優良的減震性和操縱穩定性。近年來，由于計算機技術和各種新型控制方法的迅速發展，使人們對各種振動和噪音的控制水平

12、不斷提高，為從本質上改善汽車懸架系統性能提供了一條新途徑。隨著控制理論、電子技術、計算機技術、測控技術、機械動力學等學科的快速發展，智能懸架系統應運而生，即基于電子控制的智能懸架系統主動懸架系統得到了迅速發展并逐漸在轎車上應用。特別是信息科學中對最優控制、自適應控制、模糊控制、人工神經網絡等智能控制的研究，不僅在理論上取得了令人矚目的成績，同時已開始應用于汽車懸架系統的振動控制，使懸架系統振動控制技術得以快速發展。隨著汽車結構和功能的不斷改進和完善，研究汽車振動，設計新型懸架系統，將振動控制到最低水平是提高現代汽車質量的重要措施。因此汽車懸架振動主動控制技術將成為未來汽車研究的一個主要方向。1

13、汽車懸架概述1.1汽車懸架功用懸架是車架（或承載式車身）與車輪之間所有傳力連接零件的總稱。傳統的被動懸架包括彈性元件、減振裝置、導向機構和橫向穩定器。現代的半主動懸架及主動懸架在被動懸架的基礎上增加了傳感器控制計算機和執行元件。但無論哪種懸架其基本功能均為：（1）支撐車身或車體；（2）將路面作用于車輪上的各種力以及力矩傳遞給車架，從而保證車輛的正常行駛；（3）通過彈性元件的緩和沖擊作用、減振裝置的衰減振動作用以及導向機構對車身和車輪運動軌跡的限制作用，使汽車具有良好的乘坐舒適性和操縱穩定性。實際車輛行駛在多變的環境里，即路況（路面不平度等級）、車速以及工況（加速、制動、轉向、直線行駛）經常要發

14、生變化，例如：汽車在急速起步或急速加速時會產生所謂的“加速后仰”現象；汽車高速行駛緊急制動時，會產生所謂的“制動點頭”現象；汽車在急轉彎行駛時會產生所謂的“轉向側傾”現象。上述情況會對汽車的行駛平順性和操縱穩定性產生不利的影響。被動懸架由于其結構特點很難保證汽車的乘坐舒適性和操縱穩定性同時達到最佳。因此，為解決這一問題，產生了根據工況要求保證汽車的性能達到最佳的電控懸架。電控懸架采用傳感器技術、控制技術和機電液一體化技術，對汽車的行使工況進行監測，由控制計算機根據一定的控制邏輯產生控制指令，控制執行元件產生動作，保證汽車具有良好的行駛性能。1.2 懸架系統的性能要求車輛動力學模型是進行性能分析

15、和系統設計的基礎，下圖說明了與車輛行駛動力學有關的重要性能特性。在有限的懸架工作空間內，設計師必須為駕駛員和乘客提供良好的乘坐舒適性、可接受的車身姿態、以及對車輪動載荷的合理控制。 綜合懸架的基本功能和行使動力學的主要性能指標我們大體可以得出對理想懸架的設計期望是：(1) 車輛在不同路面（包括不同的車速、路面不平度情況）上直線行駛時能夠使車身及車輪的振動減少至最低水平，為乘員提供最好的乘坐舒適性（即所指的平順性）；(2) 從行駛安全性和操縱穩定性方面考慮，應該能夠最大限度的減小輪胎的動載荷以保證良好的輪胎接地性；(3) 懸架的動行程要控制在允許的范圍內，以盡量保證不發生限位塊撞擊所引起的對人和

16、貨物的沖擊；(4) 從舒適性和穩定性考慮保證良好的車身姿態；(5) 此外，還需考慮再結合其它控制系統的情況下的車輛總體性能的要求，如結合自動防抱死系統（ABS）、牽引力控制系統（TCS）和四輪轉向系統（4WS）等在不同車輛工況下（如啟動、制動、轉彎時），仍需保證對車身的方向控制和姿態控制，或根據需要提供各輪胎的載荷分布，同時提供良好的乘坐舒適性。以上要求在車輛參數變化時也同樣需要保證（如車身載荷或輪胎垂直剛度在一定范圍內變化）。但是對這樣的理想懸架設計期望似乎過于苛求。而實際上在通常的懸架設計中，上述各項要求及性能之間存在著沖突與矛盾。比如在一個低剛度的軟懸架能獲得較好的乘坐舒適性，但同時需要

17、較大的懸架空間又帶來較差的車身姿態控制；而為了保證較好的操縱穩定性，使車輛在轉彎、起動和剎車時車體的點頭、后坐較小，又要求車輛具有較“硬”的特點。在實際中，車輛行駛在一個多變的環境中，可能包括不同的路面輸入（如不同的車速和路面不平度），不同的車輛工況（如車輛在加速、制動、轉彎時等工作情況），而且車輛參數本身也可能發生變化（如隨乘員和貨物的多少而改變的車身質量，以及隨車速和溫度、胎質而改變的輪胎剛度等）。因此，懸架設計師要對以上變化因素給予充分考慮。多年來，車輛工程師們正是通過反復不斷的探索，使其設計性能盡量體現對以上各因素合理的折中，以及對不同性能的要求及側重，以實現盡可能的綜合。 2汽車電子

18、控制懸架系統2.1汽車電子控制系統的基本內容汽車電子控制系統的研究目的應該從系統工程的觀點出發，以數學和工程方法為工具，綜合應用汽車和微電子技術以及自動化控制理論，使三者有機結合，實現汽車電子控制的最優化。汽車電子控制系統的基本研究內容有：（1）對汽車的各分系統建立模型，然后利用模型分析系統，最后確定各分系統的控制目標。（2）根據分系統的控制目標，應用自動控制理論，選擇最佳控制方式。（3）協調各分系統的關系，實現綜合控制，從而保證汽車總體性能水平。（4）研究汽車與駕駛員和環境的關系，探討人車環境系統控制規律。（5）圍繞分系統的控制目標，實現各組成部分的有機結合。（6）對汽車計算機控制系統結構和

19、要素進行分析，論述系統的最優化途徑。（7）討論汽車電子控制系統的可靠性問題。（8）研究汽車計算機控制系統的設計，包括硬件和軟件兩部分。2.2汽車電子控制懸架概述懸架是車身與車輪之間一切傳力連接裝置的總稱。汽車懸架的作用除了緩沖和吸收車輪的振動之外，還要在汽車行駛過程中傳遞車輪與路面之間的驅動力和制動力，當汽車轉向時，懸架還要承受來自車身的側向力，并在汽車起步和制動時能夠抑制車身的俯仰振動，提高汽車的行駛穩定性和安全性。根據現代汽車對懸架系統的各種性能要求，懸架的結構形式和振動控制方法隨時在更新和完善。懸架的結構形式很多，可分為獨立懸架和非獨立懸架兩大類。如果按照控制力進行分類，則可分為被動懸架

20、、半主動懸架和主動懸架三種基本類型，三種懸架的簡化模型如圖1-1所示。 其中：1傳感器、2可調減振器、3執行器。（a）被動懸架（b）主動懸架（c）半主動懸架圖1-1 三種懸架系統簡化模型 被動懸架：被動懸架系統的概念是在1934年由OLLEY提出的。它通常是指結構上只包含彈簧和阻尼器（減震器）的系統。簡化模型如圖11（a）所示，其中，其中彈簧主要起減緩沖擊力的作用，而減振器主要用于控制響應特征。被動懸架系統雖然結構簡單、造價低廉且不消耗外部能源，但因為其參數固定，所以具有較大的局限性。主要表現在懸架參數固定，不能隨路況改變而變化，只能針對某種特定工況進行參數優化設計，而且懸架元件僅對局部的相對

21、運動做出響應，因而限制了懸架參數的取值范圍。半主動懸架：半主動懸架的研究工作始于1973年，由D.A.Crosby和D.C.Kamopp首先提出。半主動懸架系統的簡化模型如圖11（c）所示。半主動懸架系統由可變特性的彈簧和減振器組成，因僅需要少量的能量輸入也被稱為無源主動懸架，雖然不能隨外界的輸入進行最優控制，但它可以按照存儲在電腦中的各工況下懸架最優參數指令來調節剛度和阻尼大小。改變懸架阻尼特性較改變剛度容易，所以可變阻尼半主動懸架系統最為常見。隨著新型智能材料的應用，半主動懸架越來越受到人們的重視。主動懸架：主動懸架是近十幾年發展起來的，最初裝置是由AP公司基于氣液懸架（液壓式和空氣式）發

22、展的一種機械系統。主動控制懸架簡化模型如圖11（b）所示，主動懸架通常包括三部分：傳感器、控制器及執行機構，并由它們與汽車系統組成閉環控制系統。其中控制器是整個系統的信息處理和管理中心，他接受來自各個傳感器的信號，依照特定的數據處理方法和控制規律，決定并控制執行機構的動作，從而達到改變車身的運動狀態。滿足隔振減振的目的。主動懸架是由電腦控制的一種新型懸架，需具備三個條件：（1）具有能夠產生作用力的動力源；（2）執行元件能夠傳遞這種作用力并能連續工作；（3）具有多種傳感器并將有關數據集中到微電腦進行運算并決定控制方式。主動懸架一般采用閉環控制。所謂閉環控制就是說輸出量反過來又對系統的控制作用有直

23、接影響的控制，也就是說對彈簧剛度和減振器阻尼的控制結果，還必須有反饋系統把信息傳遞給電腦，再有電腦進行分析和修正，以達到最佳的控制效果。 3主動懸架系統概論3.1 主動懸架系統組成主動懸架系統是可以自行產生的懸架。主動懸架電子控制系統基本組成如圖 21所示。圖2-1主動控制懸架電子控制系統圖（1）傳感器。電子控制懸架系統傳感器將汽車行駛的路面狀況和車速，以及啟動、加速、轉向、制動等工況變為電信號，輸出給電子控制器。該系統所使用的傳感器見表3-1（2）控制器。 控制器將傳感器送入的電信號進行綜合的處理，輸出對懸架的剛度和阻尼及車身高度等進行調節的控制信號。它以一般由微機和信號輸出放大電路組成。（

24、3）執行機構。執行機構按照電子控制器的控制信號，準確地動作，及時地調節懸架的剛度和阻尼系數及車身的高度，通常所用的執行元件是電磁閥和步進電機及空氣壓縮機等。3.2主動懸架系統的類型及原理主動懸架系統根據不同的分類方法可將其分為不同類型。主動懸架系統按控制方式可分為機械控制懸架系統和電子控制懸架系統。機械控制懸架最早出現，它主要是通過高度控制閥來調節油氣彈簧中的油壓，進而調節剛度。雖然結構較簡單，成本較低，但其控制功能少，精度低，且不能適應多種工況。近年來隨著各種傳感器的廣泛使用、ECU可靠性的提高及控制策略的完善，主動懸架逐漸進入電子控制時代。其信息輸入量更豐富，功能更豐富且控制精確，但其結構

25、及控制策略復雜，成本高。主動懸架系統按執行元件的頻率帶寬度可分為寬帶寬懸架和窄帶寬懸架。寬帶寬懸架也稱全主動懸架，其執行元件的響應頻率要超過車輪剛度對應的頻率（約為10 HZ），頻寬越高，控制效果越好，但越難實現，且成本、質量和消耗的能量都會增加；窄帶寬懸架也稱慢主動懸架，可以將執行元件頻響帶寬降至只考慮車身姿態振動及轉向反應，帶寬可降至3到4HZ。 在大多數實際運行工況下，其性能都可以與主動懸架媲美，而在經濟性方面則有明顯的優勢。主動懸架系統按控制介質主要可分為主動空氣懸架、主動油氣懸架、主動液力懸架等。主動空氣懸架工作原理：用空氣壓縮機形成壓縮空氣，并將壓縮空氣送給彈簧和減振器的空氣室中，

26、以此來改變車輛的高度。通過汽車電腦和駕駛員模式的選擇來控制空氣彈簧氣囊的充氣量，進而能控制車身的高度及阻尼的大小。在前輪和后輪的附近設有車高傳感器，按車高傳感器的輸出信號，微機判斷出車輛高度，再控制壓縮機和排氣閥，使彈簧壓縮或伸長，從而控制車輛高度。在減振器內設有電動機，電動機受微機的信號控制。利用電動機可以改變通氣孔的大小，從而改變了衰減力的大小。其工作原理圖見圖3-2圖3-2主動空氣懸架系統的工作原理圖 主動油氣懸架工作原理：調節空氣體積實現剛度特性，通過改變油液管路中的節流孔的數量完成阻尼特性調節。工作原理圖見 3-3。圖3-3 主動油氣懸架系統的工作原理圖主動液力懸架工作原理：電子控制

27、的主動式液壓懸架能根據懸架的質量和加速度等，利用液壓部件主動地控制汽車的振動。在汽車重心附近安裝有縱向、橫向加速度和橫擺陀螺儀傳感器，用來采集車身振動、車輪跳動、車身高度和傾斜狀態等信號，這些信號被輸入到控制單元ECU,ECU根據輸入信號和預先設定的程序發出控制指令，控制伺服電機并操縱前后四個執行油缸工作。3.3 主動懸架的優缺點主動懸架的主要優點如下：1）乘坐舒適性控制。被動懸架設計是對各個性能的折中，而主動懸架則不必在穩態直行時對乘坐舒適性折中，可在操作性能不降低的情況下調整懸掛系統的參數獲得更好的乘坐舒適性，也可基于特定的駕駛風格進行調整。2）車高的控制。載荷變化時保持車高不變，保持車輪

28、全行程跳動，消除在非設計行駛高度下引起的操縱性變化現象。同時解決了被動懸架針對載荷變化通常將剛度設計偏高而造成舒適性損失的問題。在粗糙路面上增加離地間隙提高通過性，高速行駛時適當減少離地間隙以減少阻力，同時降低重心便于提高操控性和舒適性。3）側傾及縱擺的控制。轉向時的車身側傾、加速、制動時車身的縱擺都可以通過調整有關車輪的懸架參數來解決，提高了舒適性，同時消除或減少了由于車身運動而帶來了車輪定位參數的變化和制動跑偏等問題。提高了操縱性，也減輕了對轉向傳動機構、懸架桿系設計時的過高要求。4)接地性。通過調節懸架系統參數可降低車輪動載波動，提高附著效果，有利于操控性。同時也減輕了輪胎的磨損。缺點方

29、面,主動懸架系統結構及控制策略復雜。其硬件要求高、耗能大、成本高，且采用主動懸架會增加整車重量，其給整車空間布置也帶來了一定的困難，這些都對目前限制主動懸架普及的原因。3.4主動懸掛技術應用發展狀況及趨勢1954年，通用公司的 Federspiel Lacrosse 教授首次提出主動懸架的概念。1955年作為較早開始研發主動懸架的公司之一，法國雪鐵龍研發了一種純機械式的油氣主動懸架系統，但是它的制造工藝過于復雜，最終未能普及。1995年Obsen和 Allen 在主動懸架系統上嘗試采用慣性來測量加速度和驅動液壓閥。進入80年代后，隨著電子技術的廣泛應用，使得主動懸架系統得以真正實現。1982年

30、美國Lotus 公司研制了有源主動懸架，并在Vovlo740汽車上進行試用。1984年美國Lotus 公司發明了主動懸架專利，且應用于賽車。1986年日本豐田soarer 車型上采用可以對阻尼剛度三級可調的主動空氣懸架系統。1989年豐田Celica 車型上裝備了真正意義的油氣彈簧主動懸架系統。1991年日本NISSAN 在無限Q45車型上裝備來了全主動油氣彈簧懸架。近年來保時捷、奔馳、寶馬、福特、奧迪等汽車公司也都紛紛在其高級轎車上裝備了各自開發的主動懸架系統。表3.4列出了部分車型的主動懸掛系統。表3.4部分車型的主動懸掛系統 公司 車型 主動懸架類型及特點 PSA 雪鐵龍C5主動油氣懸掛

31、，車高 4 級可調，二級阻尼設定并與剛度調節一起實現“舒適”與“運動”兩種工作模式奔馳 S級主動空氣懸架，配備雙功能空氣懸掛系統（Airmail DC），綜合調節剛度，阻尼和車高等參數奧迪A8主動空氣懸架，配備自適應空氣懸架系統（AAS）寶馬7系主動空氣懸架（帶液壓馬達控制防側傾桿系統）。配備保時捷主動懸架管理系統和主動式動態駕駛系統同時主動懸架在軍用車輛上的研究及應用也是從很早時候就開始了，英國早在70年代就開始在“蝎”使輕型坦克上實驗了液力機械主動懸架系統。2005年底美國L3公司牽頭研發生產的電控主動式懸架系統（ECASS）開始在“悍馬”上進行試驗。目前主動懸架研發的重點和難點主要是執行

32、器和控制策略。其主要方向也必然是圍繞上述兩部分技術尋求突破，具體如下：1)隨著電子技術及智能材料的出現，全新的性能更好的執行器不斷出現，比如直線伺服電機、電磁蓄能器，帶液壓馬達控制防側傾桿系統都是研發熱點。2)針對目前執行器本身的缺點，如果能在執行器的響應速度、能耗、重量及體積、成本及集成度等一項或多項上能有較大提高，都將大大利于主動懸架的普及。3)關于非線性段控制算法和提高算法魯棒穩定性的研究。解決這些問題可以從多方面下手，一是繼續研究新的控制算法；二是尋找多種控制算法的復合辦法。畢竟單一的算法都要其自身的局限性。如基于LQG的模糊邏輯控制算法等。三是針對模型的不確定性問題，如果能克服及利用

33、“抖振”現象和利用其極限剛度，滑模控制可能是一個較好的方法。4)底盤各主動控制系統的聯合控制。車輛各系統之間，車輛各性能之間都存在著相互影響和相互制約，通過對發動機、制動、轉向、懸架等各系統和相關性能進行綜合控制，可防止各單獨控制鍵的相互干擾，滿足汽車所有系統性能最優而不是單一性能最優化。同時聯合控制還可以共享和集成傳感器、油壓源、控制器。這一年可以提高系統的可靠性，降低成本。3.5主動懸架的電控系統及控制策略主動懸架電控系統是典型的多輸入多輸出系統，如下圖所示，其輸入主要是當前工況的狀態信息，輸出主要是調節剛度、阻尼和車高的信號，具體調節方法很多，通過不同的執行元件來實現。圖 3-4 主動懸

34、架電控系統示意圖無論哪種類型的主動懸架，都需要有行之有效的控制策略，進而產生確、可靠且具有魯棒性的控制規律及算法，只有這樣才能最大限度的發揮主動懸架的性能優勢。一直以來主動懸架控制理論研究都是熱點，目前已經取得一些研究成果，例如天棚阻尼控制、自適應控制、最優控制、預測控制、神經網絡控制、模糊控制、魯棒控制等。其中有些控制理論已經在量產車中應用。這些控制方法，通過建立系統的狀態方程式提出控制目標及加權系數，然后應用控制理論求解出所設目標下的最優控制方案。與天棚阻尼器控制方式相比，現代控制方法對系統中更多的變量的影響加以考慮，因而控制效果更好。而且，現代控制方式的應用，主要是在系統的控制軟件方面做

35、一些改善，并不增加系統的復雜性。3.5.1預見控制方法當遇到較大或突變的干擾時，由于系統的能量供應峰值和元件響應速度的限制，很可能無法輸出所需的控制力而達不到希望的控制效果。而預見控制，由于通過某種方法提前檢測到前方道路的狀態和變化，使系統有余地地采用相應的措施，有可能降低系統的能量消耗且大幅度改善系統控制性能，取得一舉兩得的效果。根據預見信息的獲取及利用方法的不同，可構成不同的預見控制系統 ，現有的研究中大致有如下兩種：1）對四輪全進行預見控制。這種預見控制系統在車的前部設置有特制的預見傳感器以測試前方道路的凹凸情況，然后將這些信息傳至控制器。控制器根據這些信息計算出控制指令。并將相應信號送

36、至四個輪中的每一個懸架執行機構。從理論上講，這種系統應該取得最為理想的控制效果，但需要設置特定的傳感器。2）利用前輪信息對后輪進行預見控制。在這種控制方式中，兩個前輪采用的僅為反饋控制，但通過前輪部分各種傳感器所獲得的信息，都被作為預見信息而傳送至控制器。在決定后輪的控制指令時，控制器不僅考慮當時后輪傳感器得到的各種信息，而且也根據當時的車速和前后輪間的跨距，并考慮前輪各傳感器所獲得的信息。因此，在后輪的執行機構上，實行的是反饋加前向反饋的雙作用控制。這樣，無須增設特制的預見傳感器，只需對控制系統軟件做些修改，便可對后輪實施預見控制，從而提高后輪的減振效果，同時就整車而言可以減少車體的擺動。因

37、而控制效果得以改善。3.5.2自適應控制懸架的自適應性表現在兩個方面，首先，懸架能夠針對不同的路面輸入自動的在乘坐舒適性與操縱穩定性之間進行取舍，既在好路面下強調操縱穩定性，而在壞路面下則強調乘坐舒適性；其次，懸架能夠針對不同的車輛參數做出反應，并自動進行調整，使控制器在新的參數配置下仍然能夠達到性能的最優。3.5.3魯棒控制在懸架中應用魯棒控制是為使其在任何工況下都能夠性能穩定。懸架系統本質上屬于一個非線性系統，而在控制器的設計中，往往將其簡化為一個線性系統。汽車實際運行在一個多變且相對惡劣的環境中，由于噪聲的干擾、系統建模誤差，車輛參數的多變性等原因，原本在理論仿真和正常條件下控制性能良好

38、的控制器就很可能出現失穩的情況。魯棒控制很好的解決了這個問題。但因為它主要考慮的是控制器的穩定性，是在穩定性的前提下尋找滿意解。也就是說，以性能換穩定，這種設計思想偏重于保守。3.5.4變結構控制變結構控制是一種控制系統的綜合方法。它是通過切換函數來實現的。當系統的狀態變量所決定的切換函數值，隨著系統的運動達到某一特定值時。控制系統就由一種結構轉變為另一種結構。變結構控制的一大優點是其滑動模態對加給系統的干擾和攝動具有完全的自適應性。3.5.5模糊控制模糊控制是對人腦所具有的模糊推理機能的模擬。它應用模糊數學的知識，模擬人的思維方法，把人用自然語言描述的控制策略改造成模糊控制規則，按此規則確定

39、控制量，再對控制量進行解模糊，得到精確的控制值。模糊控制中關鍵就是控制規則的確定，它是許多專家經驗和知識的結合。近幾年對模糊控制的研究非常多但真正實用的卻非常少。盡管對這些控制理論的計算機仿真模擬比較成功，證明它們確實能大大改善汽車的行駛性能，但上述工作的大部分仍然只限于理論研究階段，各種現代控制方法在汽車懸架控制中的運用仍然停留在理論探索、仿真及臺架試驗階段。因為它控制算法比較復雜，所需控制器成本高，而且要求的執行元件精度高，響應快等等，這一些都決定了它的難實用性。4主動懸架系統對汽車制動性能改善分析4.1問題的提出由于汽車質量的存在，加速及制動過程中必然會產生質量轉移，質量轉移直接影響到汽

40、車動態軸向載荷的變化。而車輪可能產生的最大制動力與汽車的軸向載荷有著直接的關系，即: (其中: 制動力，附著系數， 車軸載荷) 。汽車在制動過程中，由于質量轉移使得各車軸在原靜態軸向載荷的基礎上附加了動態軸向載荷。這個動態軸向載荷使得前軸總軸向載荷增加，后軸總軸向載荷減小。由于汽車前、后軸的制動力分配比例是一定的，這樣，前軸軸向載荷的增加不可能使地面制動力增加，而后軸軸向載荷的減小將直接影響到制動狀態。當車輪制動力比較小時，由于制動力未超過地面附著極限，地面制動力不會減小，總制動力基本保持不變。但是當車輪制動力比較大時，由于后軸軸向載荷的減小，使制動力超過地面附著極限，后輪地面制動力減小，對于

41、無制動防抱死系統的車輛或者制動防抱死系統不工作的情況下，后輪會產生抱死，使車輛處于一種非穩定狀態，影響汽車的制動性能。所以，如何減小汽車制動過程中的質量轉移，進而減小車輛軸向載荷的變化，使最大制動力盡量保持在原來水平，保證汽車足夠的制動力以及制動穩定狀態，是需要研究的問題。從設計角度考慮，通過減小質心高度、增大軸距的方法可以有效降低質量轉移。但是，軸距大小影響汽車的總長、通過性、操穩性等性能，而質心高度影響到汽車的最小離地間隙進而影響到汽車的通過性參數，這些參數在設計過程中一經確定，很難進行改動。4.2模型的建立主動懸架系統就是在原被動懸架系統的基礎上，加裝一個可以產生作用力的動力裝置。動力裝

42、置由液壓源、液壓缸和電磁控制閥等組成。通過控制系統調整液壓缸壓力，來改變車身運動狀態。由于在此僅考慮汽車制動過程中俯仰運動所引起的質量轉移，左右側的運動狀態基本接近，為了討論問題簡單，選擇汽車的單車轍模型進行討論。4.3控制器的建立由于前、后懸架彈簧變形量之差間接反映了汽車俯仰角的大小,即反應了汽車俯仰運動狀態，它與前、后軸軸向載荷大小有著密切的聯系，所以這里取液壓缸的作用力大小和前、后懸架彈簧的變形量之差以及它們的變形速度之差成線性關系，即控制器的輸入為前、后懸架彈簧的變形量和它們對應的變形速度，輸出為前、后懸架液壓缸的作用力。4.4模擬分析在模擬過程中,采用一種車型的單車轍模型,各參數值如

43、下:模擬汽車直線制動過程中,前、后軸軸載荷的變化以及制動力變化情況。輸入的減速度為近似階躍信號(由0上升到最大減速度的時間為0.25 s) ,取地面附著系數為0.5,汽車可能達到的最大減速度為4.9m / s 。載荷變化的模擬結果如圖4-3所示。由于載荷變化產生的減速度變化曲線如圖4-4 所示，速度隨減速距離變化關系如圖4-5所示。圖4-3 制動過程中后軸軸載荷隨時間的變化曲線圖4-4 制動減速度隨時間變化曲線圖圖4-5 制動過程中速度隨制動距離變化曲線由圖中曲線可知，在整個模擬過程中，由于制動引起被動懸架系統后軸軸向載荷降低最大幅度為22.08% ，平均下降幅度為11.56%。而主動懸架系統

44、后軸軸向載荷降低最大幅度為1.36% ，平均下降幅度為0. 92%。相比之下，主動懸架系統后軸軸載荷最大降低幅度僅為被動懸架系統的6.16% ，整個過程平均下降幅度為被動懸架系統的7. 96%。由此引起的主動懸架系統的制動力下降幅度相對減小，使制動過程比被動懸架系統更快一些，整個過程被動懸架系統減速度平均值為3.98m /s ，而主動懸架系統減速度平均值為4.23m /s2 ，主動懸架系統比被動懸架系統平均減速度增加了6.25%。并且由圖5可以看出，在制動距離為10m時，主動懸架系統比被動懸架系統速度低1.78%，在20m時速度低3.45%。結語由模擬結果可以看出，與被動懸架系統相比較，在汽車

45、制動過程中，主動懸架系統使汽車的后軸軸向載荷下降程度大幅度減小，并且使得整個過程中軸向載荷的振蕩幅度也相應下降，說明汽車通過主動懸架系統可以有效提高制動能力和制動穩定性，是改善汽車制動性能的一種比較有效的方法。隨著車輛參數及行駛工況的變化，對懸架系統性能的要求是不同的：一方面，為提高懸架系統的行駛平順性，希望懸架系統的剛度較小，而采用較軟的懸架；另一方面，為了提高車輛的行駛安全性和方向的控制，則要求懸架系統的阻尼和剛度都比較大，需要采用較硬的懸架以減少車輪與車身件的相對行程，獲得良好的路面附著于支撐。傳統的被動式懸架系統的彈性元件的阻尼元件的剛度值和阻尼值是固定的，在汽車行駛過程中無法隨著路面

46、狀況、載荷和車速等因素的變化而變化。目前，被動懸架系統的潛力已經接近極限，所以有必要設計一種不同于被動懸架系統的新型懸架系統，它可以隨汽車行駛狀況而自適應的改變其阻尼和剛度參數，具有優良的減震性和操縱穩定性。主動懸架一般采用閉環控制。所謂閉環控制就是說輸出量反過來又對系統的控制作用有直接影響的控制，也就是說對彈簧剛度和減振器阻尼的控制結果，還必須有反饋系統把信息傳遞給電腦，再有電腦進行分析和修正，以達到最佳的控制效果。致謝在即將畢業的這段時間論文研究過程中我收獲到了很多，對我今后的工作啟發很大，知識要不段運用才有新的啟發與進步。本文是在曾教授悉心指導下完成的，在寫論文期間教授的指導和教誨使我受

47、益非，他對論文進行了詳細的審閱傾注了大量的心血，在此特向老師表示衷心的感謝，感謝他對我的無私教誨和幫助。同時也要感謝系里老師們的教導。感謝汽車教研室的老師們，為我提供了良好的學習研究環境！你們不但是傳授科學知識的導師，同時也是傳授人生觀、價值觀的良師益友。感謝我的爸爸媽媽，言樹之背，養育之恩，無以回報，你們永遠健康快樂是我最大的心愿。 另外，在我大學的學習生活中，我得到了身邊很多同學老師對我生活和學習上的大力幫助，使我從中受益很多，在此一并感謝。參考文獻1余強,鄭慕僑. 汽車懸架控制技術的發展. 汽車技術, 1994.2崔勝民，現代汽車系統控制技術，北京大學出版社，2008.3張玉春，王良曦，

48、等。 汽車主動懸掛控制的研究現狀和未來挑戰 J控制理論與應用，2004.4林秉華，最新汽車設計實用手冊，哈爾濱，黑龍江人民出版社，2005.5王國麗等，車輛主動懸架技術的現狀和未來發展趨勢，兵工學報，V01.2,2000.6 劉同福. 汽車維修企業8項管理J. 北京: 機械工業出版社，2008.7 周龍保. 國內外著名汽車維修行業管理制度全集J.河北:中國汽車工業科技出版社，2006.8 陳煦.邁向新世紀車輛維修業發展研究(一). 汽車與配件，2000.9 謝雙和汽車維修管理教程M. 北京: 時代光華出版社，2004.10 王志江.政府對汽車維修行業規范化管理的研究. 天津大學碩士學位論文，2

49、005.附錄資料：不需要的可以自行刪除C語言中如何獲取時間？精度如何？1 使用time_t time( time_t * timer ) 精確到秒2 使用clock_t clock() 得到的是CPU時間精確到1/CLOCKS_PER_SEC秒3 計算時間差使用double difftime( time_t timer1, time_t timer0 )4 使用DWORD GetTickCount() 精確到毫秒5 如果使用MFC的CTime類，可以用CTime:GetCurrentTime() 精確到秒6 要獲取高精度時間，可以使用BOOL QueryPerformanceFrequency

50、(LARGE_INTEGER *lpFrequency)獲取系統的計數器的頻率BOOL QueryPerformanceCounter(LARGE_INTEGER *lpPerformanceCount)獲取計數器的值然后用兩次計數器的差除以Frequency就得到時間。7 Multimedia Timer FunctionsThe following functions are used with multimedia timers.timeBeginPeriod/timeEndPeriod/timeGetDevCaps/timeGetSystemTime/*/用標準C實現獲取當前系統時間的

51、函數一.time()函數time(&rawtime)函數獲取當前時間距1970年1月1日的秒數，以秒計數單位，存于rawtime 中。#include time.hvoid main ()time_t rawtime;struct tm * timeinfo;time ( &rawtime );timeinfo = localtime ( &rawtime );printf ( 007The current date/time is: %s, asctime (timeinfo) );exit(0);=#include - 必須的時間函數頭文件time_t - 時間類型（time.h 定義是t

52、ypedef long time_t; 追根溯源，time_t是long）struct tm - 時間結構，time.h 定義如下：int tm_sec;int tm_min;int tm_hour;int tm_mday;int tm_mon;int tm_year;int tm_wday;int tm_yday;int tm_isdst;time ( &rawtime ); - 獲取時間，以秒計，從1970年1月一日起算，存于rawtimelocaltime ( &rawtime ); - 轉為當地時間，tm 時間結構asctime （）- 轉為標準ASCII時間格式：星期 月 日 時：分

53、：秒 年二.clock()函數,用clock()函數，得到系統啟動以后的毫秒級時間，然后除以CLOCKS_PER_SEC，就可以換成“秒”，標準c函數。clock_t clock ( void );#includeclock_t t = clock();long sec = t / CLOCKS_PER_SEC;他是記錄時鐘周期的，實現看來不會很精確，需要試驗驗證；三.gettime(&t); 據說tc2.0的time結構含有毫秒信息#include#includeint main(void)struct time t;gettime(&t);printf(The current time i

54、s: -:d:d.dn,t.ti_hour, t.ti_min, t.ti_sec, t.ti_hund);return 0;time 是一個結構體， 其中成員函數 ti_hund 是毫秒。四.GetTickCount(),這個是windows里面常用來計算程序運行時間的函數；DWORD dwStart = GetTickCount();/這里運行你的程序代碼DWORD dwEnd = GetTickCount();則(dwEnd-dwStart)就是你的程序運行時間, 以毫秒為單位這個函數只精確到55ms，1個tick就是55ms。五.timeGetTime()t,imeGetTime()基

55、本等于GetTickCount()，但是精度更高DWORD dwStart = timeGetTime();/這里運行你的程序代碼DWORD dwEnd = timeGetTime();則(dwEnd-dwStart)就是你的程序運行時間, 以毫秒為單位雖然返回的值單位應該是ms,但傳說精度只有10ms。=/*Unix#unix時間相關,也是標準庫的/*1.timegm函數只是將struct tm結構轉成time_t結構,不使用時區信息;time_t timegm(struct tm *tm);2.mktime使用時區信息time_t mktime(struct tm *tm);timeloc

56、al 函數是GNU擴展的與posix函數mktime相當time_t timelocal (struct tm *tm);3.gmtime函數只是將time_t結構轉成struct tm結構,不使用時區信息;struct tm * gmtime(const time_t *clock);4.localtime使用時區信息struct tm * localtime(const time_t *clock);1.time獲取時間，stime設置時間time_t t；t = time(&t);2.stime其參數應該是GMT時間,根據本地時區設置為本地時間;int stime(time_t *tp)

57、3.UTC=true 表示采用夏時制;4.文件的修改時間等信息全部采用GMT時間存放,不同的系統在得到修改時間后通過localtime轉換成本地時間;5.設置時區推薦使用setup來設置;6.設置時區也可以先更變/etc/sysconfig/clock中的設置再將ln -fs /usr/share/zoneinfo/xxxx/xxx /etc/localtime 才能重效time_t只能表示68年的范圍，即mktime只能返回1970-2038這一段范圍的time_t看看你的系統是否有time_t64，它能表示更大的時間范圍/*windows#Window里面的一些不一樣的/*一.CTime

58、() 類VC編程一般使用CTime類 獲得當前日期和時間CTime t = GetCurrentTime();SYSTEMTIME 結構包含毫秒信息typedef struct _SYSTEMTIME WORD wYear;WORD wMonth;WORD wDayOfWeek;WORD wDay;WORD wHour;WORD wMinute;WORD wSecond;WORD wMilliseconds; SYSTEMTIME, *PSYSTEMTIME;SYSTEMTIME t1;GetSystemTime(&t1)CTime curTime(t1);WORD ms = t1.wMill

59、iseconds;SYSTEMTIME sysTm;:GetLocalTime(&sysTm);在time.h中的_strtime() /只能在windows中用char t11;_strtime(t);puts(t);/*獲得當前日期和時間CTime tm=CTime:GetCurrentTime();CString str=tm.Format(%Y-%m-%d);在VC中，我們可以借助CTime時間類，獲取系統當前日期，具體使用方法如下：CTime t = CTime:GetCurrentTime(); /獲取系統日期，存儲在t里面int d=t.GetDay(); /獲得當前日期int

60、y=t.GetYear(); /獲取當前年份int m=t.GetMonth(); /獲取當前月份int h=t.GetHour(); /獲取當前為幾時int mm=t.GetMinute(); /獲取當前分鐘int s=t.GetSecond(); /獲取當前秒int w=t.GetDayOfWeek(); /獲取星期幾，注意1為星期天，7為星期六二.CTimeSpan類如果想計算兩段時間的差值，可以使用CTimeSpan類，具體使用方法如下：CTime t1( 1999, 3, 19, 22, 15, 0 );CTime t = CTime:GetCurrentTime();CTimeSp