matlab 汽车振动,基于 MATLAB 的汽车半主动悬架振动控制
第 1期(总第 200期) 2O17年 2月 机 械 工 程 与 自 动 化 MECHANICAL ENGINEERING & AUT0M ATION No．1 Feb． 文章编号 ：1672—6413(2017)01—0077—03 基于 MATLAB的汽车半主动悬架振 动控制 吴 凯 ，刘 梦安 (株洲联诚集 团有 限责任公 司，湖 南 株 洲 412001) 摘要 ：以某微型客车悬架的液压减振器为研究对象 ，依据汽车动力 学理论建立 了 1／4汽 车半 主动悬架控制 系 统 的动力学模型 ，并应用 MATLAB／Simulink软件及 模糊控制理论模拟仿真 了客车在 C级路面 以不 同速度行 驶 时的振动特性。研究结果表 明：模糊控制器可 以进一步提高客车 的乘坐 舒适 性和操纵 稳定 性，同时验证 了 其具有 良好的鲁棒性。 关键词 ：半主动悬架；模 糊控制；MATLAB；振动 中 图分 类 号 ：TP391．7：U463．33 文 献 标 识 码 ：A 0 引言 在传统车辆上广泛采用 的是被动悬架 系统 ，其结 构简单、可靠性高且成本低廉 ，但被动悬架减振器的阻 尼力和弹簧刚度均不可调 ，只能在 良好工 况下达到减 振效果 。随着人们生活水平的提高，客运 汽车在设计 生产过 程 中不仅 要 求 动力 性 、经 济 性 、安 全 性 ，而 且 对 客车的舒适性、操稳性等方面的要求也越来越高[】 ]。 被动悬架的控制方式显然已不能满足人们对车辆的要 求 ，低振 动 、低噪 声 、舒 适 的驾 乘 环境 已成 为 目前 客 车 的重要指标。本文 以某微型客车液 压半主动悬架 为 例 ，应用 MATLAB／Simulink软件及模糊控制理论模 拟仿 真 客车 在 C级 路 面 以不 同速 度 行 驶 时 的振 动 特 性 引。 1 半主 动悬 架动 力学仿 真模 型 1．1 建 立 C级路 面仿真模 型 本文 的悬 架 振 动研 究选 择 路 面等 级 为 C级 ，同时 借鉴以往经验 ，路面输入采用滤波 白噪声随机路面输 入[4]，可 以产 生 随机路 面不 平度 时 间轮廓 ，很好 地反 映 了实 际路 面情况 ，其 时域 数学模 型 为 ]： ( )一 -avq(t)+ (￡)． (1) 其 中：a为一常 系数 ，因路 面差异 而取不 同参考估 计 值 ；7．2为汽车的行驶速度 ；q(￡)为轮胎所受到的路面随 机 激励 ； ( )为 限带 白噪声 ]。 运 用 MATLAB／Simulink软件 ，将 上 述 数 学模 型 转化为计算机仿真模型 ，如 图 l所示。将路面等级设 置 为 C级 ，车速 设 置 为 8O km／h时 ，则 路 面输 入 的仿 真结 果 如 图 2所示 。 1．2 建 立半主 动 悬架仿 真模 型 客车行驶在环境复杂的 C级路面时，本身就是一 个复杂的多 自由度振动系统 ，对其做振动控制研究 时 需将系统进行合理简化，从而使得结果便于分析。研 究经验表明，1／4车辆模 型就能较准确地反 映车辆 的 基本特征[7]，其 中，悬架弹簧动挠度可以由悬挂质量与 非悬 挂 质量 之 间的相 对 位 移 来 反 映 ，车 身垂 直 振 动 由 悬挂 质量 来反 映 ，轮胎 动载 荷 由非悬 挂质 量来 反映 ，即 所谓 的“轮跳 ”现象 。 Ban V／h 0． O． 蠢8： 趟 一0． 一 O． 一 0． - 0． 图 1 路 面随机激励时域仿真模型 ． I ^ I．I I I -．J J ● I^ l IJ．6 ^ IlI
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