汽车主动悬架的控制与仿真研究开题报告

1. 研究目的与意义

汽车主动悬架是指悬架弹性元件刚度和减振器阻尼力均可根据需要进行调节的悬架。

该悬架能使得汽车在运行时实时地改变刚度和阻尼，极大地改善汽车的形式平顺性和操纵稳定性。

汽车主动悬架控制系统的研究与开发是车辆动力学与控制领域的国际性前沿课题, 开发具有安全、舒适和清洁高效、节能、智能控制的悬架是车辆悬架系统发展的方向。

2. 国内外研究现状分析

1945年美国GM汽车公司的Erspicl L abrossc首次提出了主动悬架的概念。人们从上世纪50年代开始了主动悬架系统研究，该系统很好的解决了平顺性和操纵稳定性的矛盾。1965年，Rockwell与Kimica探讨了伺服机械做主动动力吸振器的原理，为车辆主动悬架系统的设计提供了理论指导。1976年，Thompson首先将全状态反馈最优控制理论应用于全主动悬架的研究中。1984年，Thompson又利用部分状态反馈最优控制理论构造了次最优反馈阵。1986年，R.M.Chalassani研究了整车模型的行驶性能。在实际应用方面，1985年丰田FXV装用了油气弹簧的主动悬架;1986年丰田公司在soarer车上采用了电子控制空气悬架;1987年丰田车FXV-n和三菱Galant概念车上也装用了全主动空气悬架系统;1987年Lotus车装用了主动液力悬架，随后，沃尔沃车也装用了主动液力悬架系统，其响应频率可达25Hz。到20世纪90年代，很多高级轿车上都装用了主动悬架，如凌志LS400轿车的电子调节空气悬架系统、福特MarkVII车上的空气悬架系统，保时捷、奔驰等公司均在其高级轿车上装备了各自开发的主动悬架系统，使得主动悬架的应用和研究得到了空前的发展。

从八十年代中，后期开始，我国北京理工大学、重庆大学、吉林工业大学等高校在半主动悬架/主动悬架方面展开研究，进行了有价值的探索。张一鸣和林野采用1/4汽车模型对半主动悬架的阻尼决策控制进行了理论的探索。胡海岩基于磁流变阻尼器和神经网络控制策略，实现了1/4车模型的悬架振动半主动控制。实验结果表明这一技术远优于采用传统可控阻尼减振器的半主动悬架。在数值模拟中，传统PID控制下半主动悬架的隔振率为31.5%，而神经网络整定PID参数的悬架隔振率为49%。在实验中，神经网络自整定控制能够达到35%的减振效果。张志谊等提出的H∞控制方法表明，与一般宽频范围的控制率不同，主动和半主动在低频段的控制效果尤为明显。王世明等基于遗传算法和波尔兹曼机的模糊控制策略，给出悬架的半主动控制策略。

3. 研究的基本内容与计划

第一周到第二周：明确设计任务，熟悉课题内容，收集和查找相关资料，

了解国内外汽车主动悬架的控制与仿真的研究状况，并撰写开题报告；

第三周到第四周：仔细阅读相关资料；

4. 研究创新点

利用MATLB软件建立主动悬架的动力学模型，并对其进行控制以及仿真分析。