基于硬件在环的车辆半主动悬架模糊混合控制策略开发与验证

摘要

半主动悬架可以通过调节弹性元件刚度或阻尼器阻尼系数来适应不同的路面,达到最优减振效果。半主动悬架系统涉及的关键技术是阻尼器的研制和控制策略的设计,控制策略的设计直接影响半主动悬架性能。传统控制策略难以兼顾平顺性与道路友好性,模糊控制作为一种新型智能控制方法,不需要建立被控对象精确数学模型,并且可以用仿人类智能的语言变量来建立控制规则,特别适合路面输入为随机激励的车辆控制系统。
　　 硬件在环仿真技术是随着计算机性能的不断提高和软件技术的快速发展而产生,由于仿真时引入部分硬件并且可以模拟极限工况,因而可以提高开发效率和仿真试验结果可信度,降低控制系统开发成本。
　　 本文在建立四自由度1/2车辆半主动悬架系统模型基础上,开发了兼顾车辆平顺性与道路友好性的新型模糊混合控制策略。为深入验证新型模糊混合控制策略的实车应用可行性,自行开发了以FreescaleMC9S12XDP512为核心处理器的电子控制单元,结合MATLAB/Real-timeWindowsTarget模块构建了半主动悬架系统硬件在环仿真平台,并利用上述平台开展了新型模糊混合控制策略硬件在环仿真试验。试验结果表明,与天棚控制、地棚控制相比,模糊混合控制策略可以有效兼顾车辆平顺性与道路友好性。与软件仿真相比,基于硬件在环仿真方式仿真模型前轮轮胎动态载荷系数、后轮轮胎动态载荷系数和车身垂向加速度加权均方根值变化很小,仿真结果较为吻合,证明新型模糊混合控制策略具有较好的实车应用可行性。