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含有时滞的汽车主动悬挂系统的减振控制

作　者: 张智勇
导　师: 唐功友
学　校: 中国海洋大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 时滞系统主动悬挂系统最优控制 H_∞控制扰动
分类号: U463.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 47次
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内容摘要

本文研究了含有控制时滞的汽车主动悬挂系统的减振控制问题,其研究内容概括如下：1、研究汽车在粗糙路面行驶中主动悬挂系统的最优减振控制问题。在考虑控制器时滞的情况下,利用二自由度四分之一悬挂系统动力模型和路面随机激励输入的时域模型,根据汽车驾驶的舒适性和操控稳定性指标设计了汽车主动悬挂系统基于控制器时滞的反馈最优减振控制律,利用模型转换将时滞系统转换为形式上不含有时滞的系统,通过Riccati方程和Sylvester方程求得最优解,并证明了最优解的存在唯一性。数字仿真结果表明设计的控制律使汽车主动悬挂系统可以在有界驱动器时滞存在的情况下保持闭环系统稳定,而且较不考虑时滞的控制器性能其性能有较大的提高。2、研究汽车在粗糙路面行驶中具有控制时滞的主动悬挂系统H∞减振控制。假定驱动器时滞是不确定的但是有界。在考虑时滞的情况下,建立了八自由度整车悬挂系统动力模型,然后根据汽车驾驶的舒适性和车轮抓地性指标设计了汽车主动悬挂系统基于驱动器时滞的无记忆状态反馈H∞控制律,并通过基于时滞的矩阵不等式求得最优解。将所设计的控制律运用于具有驱动器时滞的汽车主动悬挂减振控制进行仿真实验,仿真结果验证了它不但能使汽车的主动悬挂系统获得最优性能,而且可以在有界驱动器时滞存在的情况下保持闭环系统稳定。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
1. 前言  10-20
  1.1. 研究背景及其意义  10-12
  1.2. 控制时滞系统的研究方法综述  12-14
  1.3. 扰动抑制控制的方法综述  14-18
  1.4. 时滞系统扰动抑制的研究现状  18
  1.5. 研究的问题及其结构安排  18-20
2. 控制时滞汽车主动悬挂系统的扰动抑制  20-31
  2.1. 问题描述  20-21
    2.1.1. 系统描述  20-21
    2.1.2. 二次型性能指标分析  21
  2.2. 最优扰动抑制控制律的设计  21-25
    2.2.1. 系统转换  21-22
    2.2.2. 有限时域最优控制律的设计  22-24
    2.2.3. 无限时域最优扰动抑制控制律的设计  24-25
  2.3. H_∞控制律的设计  25-29
    2.3.1. 时滞系统的H_∞性能分析  25-28
    2.3.2. H_∞控制器设计  28-29
  2.4. 结论  29-31
3. 汽车主动悬挂系统最优扰动抑制实例  31-40
  3.1. 系统描述  31-33
  3.2. 悬挂系统及路面扰动分析  33-35
  3.3. 最优控制律设计  35-36
  3.4. 数字仿真  36-39
  3.5 结论  39-40
4. 汽车主动悬挂系统H_∞扰动抑制实例  40-54
  4.1. 系统描述  40-45
  4.2. 路面扰动分析  45
  4.3. H_∞控制问题分析  45-46
  4.4. H_∞控制器设计  46-49
  4.5. 仿真示例  49-53
  4.6. 结论  53-54
5. 总结与展望  54-55
参考文献  55-62
符号索引  62-63
致谢  63-64
硕士期间参加科研情况  64

含有时滞的汽车主动悬挂系统的减振控制

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