基于四自由度车辆模型的汽车主动悬架系统的H控制研究

摘要

该文建立了四自由度汽车主动悬架系统和被动悬架系统的数学模型,考虑路面干扰的复杂性和被控对象中存在的高阶未建模不确定性,研究了汽车主动悬架的鲁棒控制问题.首先,将未建模不确定性看成是范数有界的满块矩阵,设计了H<,∞>鲁棒控制器并用μ方法分析了系统的鲁棒稳定性;其次,考虑未建模不确定性的结构信息,利用μ综合设计了鲁棒性能控制器,克服了H<,∞>控制理论设计时的保守性;最后,结合H<,2>控制和H<,∞>控制各自的优势,基于线性矩阵不等式(LMI)设计了H<,2>/H<,∞>混合最优控制器,使得系统既具有良好的时域LQR性能又具有较强的鲁棒稳定性.

目录

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致谢

第一章绪论

1.1汽车悬架(Vehicle Suspension)的概述

1.2鲁棒控制理论的提出及H∞控制理论的发展

1.2.1鲁棒控制理论的提出

1.2.2 H∞控制理论的发展

1.3主动悬架的控制技术及研究现状

1.3.1最优控制

1.3.2自适应控制

1.3.3模糊控制和神经网络控制

1.3.4 H∞控制和H2/H∞混合控制

1.4本课题研究的目的和意义

1.5本文研究的主要内容

第二章H∞控制理论的概述

2.1H∞空间与H∞范数

2.2H∞标准控制问题的描述

2.3H∞控制问题的求解方法

2.3.1线性矩阵不等式(LMI)

2.3.2基于LMI的输出反馈解

2.4μ方法简介

2.4.1结构奇异值的定义[4]

2.4.2 μ分析和μ综合

第三章建立四自由度汽车主动和被动悬架系统的数学模型

3.1建立四自由度汽车主动悬架系统的数学模型

3.2建立四自由度汽车被动悬架系统的数学模型

第四章基于干扰抑制指标的H∞控制器的设计

4.1干扰抑制问题

4.2 H∞控制器的设计与求解

4.3仿真结果与分析

4.3.1仿真结果

4.3.2仿真结果分析

4.3.3结论

第五章汽车主动悬架H∞鲁棒控制器的设计

5.1问题描述

5.2H∞鲁棒控制器的设计

5.3仿真结果与分析

5.3.1仿真结果

5.3.2仿真结果分析

5.3.3结论

第六章利用μ综合设计鲁棒性能控制器

6.1线性控制系统的鲁棒性能

6.2结构奇异值的“D-K”迭代算法

6.3利用μ综合设计鲁棒性能控制器

6.3.1控制系统设计结构

6.3.2μ综合鲁棒性能控制器设计

6.4仿真结果与分析

6.4.1仿真结果

6.4.2仿真结果分析

6.4.3结论

第七章汽车主动悬架的H2/H∞混合最优控制

7.1H2控制概述

7.2H2/H∞混合最优控制

7.2.1H2/H∞混合最优控制问题的描述

7.2.2基于LMI的H2/H∞混合最优控制器的求解

7.3汽车主动悬架的H2/H∞混合最优控制器的设计

7.4仿真结果与分析

7.4.1仿真结果

7.4.2仿真结果分析

7.4.3结论

结论与建议

结论

建议

参考文献