基于ADAMS的车辆主动悬架控制策略与仿真研究

摘要

本文利用ADAMS软件建立了四分之一汽车主动悬架的机械模型，ADAMS可依据多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法自动建立汽车主动悬架系统的动力学方程，解决了主动悬架数学模型建立的难题。 在主动悬架ADAMS机械模型的基础上，设计了PID控制策略和模糊控制策略，并融合了PID控制和模糊控制的优点，设计了模糊PID控制策略，它利用模糊控制器实现PID控制过程中Kp、Kl、Kd三个参数的在线自整定，从而使系统的控制性能不断地完善。最后，在MATLAB环境下编制了控制仿真软件，该软件利用ADAMS强大的Controls模块实现了ADAMS与MATLAB的联合仿真，这样机械设计和控制设计可以共享同一虚拟的车辆主动悬架模型，使机械系统设计和控制系统设计能够协调一致，并且该软件具有友好的人机交互界面便于实现控制方式的切换、参数的调整、仿真曲线的绘制以及对仿真数据的统计处理。在时域内对基于ADAMS的主动悬架进行了控制仿真分析，并且用基于数学模型的主动悬架进行了控制仿真校验，可以得出采用自适应模糊PID控制这种新型控制策略进行主动悬架控制是合理的、可行的。它和被动悬架控制相比在很大程度上降低了车身加速度、悬架动挠度和轮胎的相对动载荷，有效地提高了汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性。

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第一章 概述

1.1悬架的简介

1.2主动悬架的技术现状及发展趋势

1.3本文研究的目的和意义

第二章主动悬架系统的机械建模

2.1 ADAMS软件的简介

2.2主动悬架机械模型的建立

2.2.1 车辆模型的简化

2.2.2 利用ADAMS软件建立主动悬架系统的机械模型

第三章 主动悬架控制策略的设计

3.1 主动悬架的PID控制

3.1.1 PID(比例-积分-微分)控制基本原理

3.1.2主动悬架PID控制器的设计

3.2主动悬架的模糊控制

3.2.1模糊控制的基本原理

3.2.2主动悬架模糊控制器的设计

3.2.3模糊控制子模块的建立

3.3主动悬架自适应模糊PID控制

3.3.1自适应模糊PID控制的基本原理

3.3.2主动悬架自适应模糊PID控制器的设计

3.3.3模糊PID控制子模块的建立

第四章 主动悬架控制系统的仿真设计

4.1仿真软件简介

4.1.1MATLAB软件介绍

4.1.2ADAMS/Controls模块介绍

4.2主动悬架控制仿真模型的建立

4.2.1路面仿真模型的建立

4.2.2底层控制仿真模型的建立

4.2.3仿真软件的编制

第五章控制仿真及结果分析

5.1被动悬架仿真及结果分析

5.2PID控制主动悬架仿真及结果分析

5.3模糊控制主动悬架仿真及结果分析

5.4模糊PID控制主动悬架仿真及结果分析

5.5控制仿真的校验

5.5.1主动悬架数学模型的建立

5.5.2基于数学模型的主动悬架仿真模型的建立

5.5.3基于数学模型的控制仿真及结果分析

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2展望

参考文献

致谢