基于线性最优控制的1/4整车主动悬架仿真研究

王惠敏 吴龙

摘 要：用MATLAB建立采用有最优控制的1/4整车主动悬架仿真模型，与被动悬架进行悬架性能评价指标参数进行对比。对比结果表明：采用最優控制的主动悬架的性能指标有所改善。

关键词：主动悬架；最优控制；SIMULINK仿真

汽车悬架是车身和车轮之间的一切传力连接装置的总称。它主要由弹性元件、减振器和导向机构三部分组成。悬架系统是汽车的重要组成部分，汽车行驶平顺性、操作稳定性和安全性受汽车悬架系统性能影响[1]。

目前，车辆悬架根据振动控制的类型可划分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架三种。被动悬架不需要借助外部输入能力；半主动悬架可根据少量输入力来调节阻尼系数；主动悬架可通过输入外部能量使执行机构给悬架系统施加一定主动控制力[2]。

1 主动悬架模型的建立

根据力学特性，得出二自由度车辆模型的运动方程：

根据上式，建立路面输入模型，选取B级路面作为测试输入。

3.2 悬架仿真模型

在MATLAB中的SIMULINK模块建立二自由度的主动悬架仿真数学模型。主动悬架的车身加速度、车轮加速度和悬架动挠度均有明显改进，但是车轮位移改善效果并不明显。

（1）车身加速度：被动悬架的加速度峰值大约在0.05m/s2左右，而主动悬架的加速度峰值减小到0.3m/s2左右。

（2）悬架动挠度：被动悬架的悬架动挠度峰值达到0.008m，主动悬架的悬架挠度峰值减小到0.002m，减小幅度明显。

（3）轮胎位移：主动悬架和被动悬架差别不大，并未有较大的改良。

综上所述，最优控制在主动悬架设计上具有改良作用，提高了汽车的舒适性和安全性。

参考文献

[1] 周柔，郭志峰.主动悬架控制技术研究[J].计算机与现代化，2012，（1）：176-180.

[2] 郭浩.汽车主动悬架振动控制的仿真研究[D].东北大学：固体力学，2006.

[3] 凌锡亮.汽车悬架控制系统的研究[J].农业装备与车辆工程，2006，（2）：8-10.

[4] 阮观强，叶本刚.基于MATLAB仿真的汽车主动悬架与被动悬架的研究[J].上海电机学院

学报，2007（12）：284-287.