如何优化车辆悬挂系统性能——主动悬挂系统控制策略研究

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：车辆悬挂系统的性能是影响车辆操纵稳定性、行驶速度和行驶平顺性的重要因素。对履带式主动悬挂系统而言，使其性能进行改进优化的关键就是研究合适的控制策略。悬挂系统性能的好坏是决定车辆在不同路况下具有良好舒适性和快速机动性的关键。对于主动悬挂系统而言，它能够依靠外部提供的能量产生主动控制力，使得车辆的乘坐舒适性和操纵可靠性大大提高，因此引起了国内外的高度重视。

提高行驶速度和乘坐舒适性一直是装甲车辆发展研究的重要方向，而由于被动悬挂系统的悬挂参数在车辆行驶过程中无法根据路面随机不平度及外界扰动的变化而实时进行调整，故它的局限性越来越明显，已无法满足当今的发展要求。半主动悬挂系统虽然具备被动悬挂与主动悬挂系统的优点，但控制性能差于主动悬挂系统。主动悬挂系统能够根据检测到的车体内外振动环境，主动并及时地生成可调控制力，使得悬挂系统处在一种性能最优的状态，因此，主动悬挂系统越来越受到各国研究人员的认可与关注，也是未来悬挂系统发展的主要方向。

在其他条件相同的前提下，控制性能的好坏取决于控制律的选择，而半主动悬挂系统相比于主动悬挂系统而言，只是对象的能量消耗方式不同，故其控制律完全可以基于主动悬挂系统的控制方法来设计，仅仅需要根据能量消耗的情况来适当地进行调整，所以主动悬挂系统控制方法的研究与设计更具意义。

车辆悬挂系统的性能是影响车辆操纵稳定性、行驶速度和行驶平顺性的重要因素。对履带式主动悬挂系统而言，使其性能进行改进优化的关键就是研究合适的控制策略。这里以此为出发点，对现代控制理论在装甲车辆悬挂系统中的应用进行广泛、深入的研究，结合系统强耦合、复杂非线性等特点提出新型有效的减振控制策略。

悬挂系统性能的好坏是决定车辆在不同路况下具有良好舒适性和快速机动性的关键。早期的装甲车辆多采用被动悬挂系统，但是这种系统无法根据车体自身状况与外部激励的变化做出实时调整和优化，这在极大程度上限制了车辆性能的提高和改善。对于主动悬挂系统而言，它能够依靠外部提供的能量产生主动控制力，使得车辆的乘坐舒适性和操纵可靠性大大提高，因此引起了国内外的高度重视。

主动悬挂系统的概念在1954年被提出后[22]，国内外众多学者和汽车厂商对悬挂系统做了大量的分析研究工作，使其得到了较快的发展。Citroen公司在生产的多种型号车体上安装了电控主动液压悬挂。之后，T.H.Rochwell、M.Lawther和S.Kimicaj以伺服机构作为主动元件对系统进行了深入的理论和研究。在早期的研究中，主动悬挂模型多是单自由度的，不考虑轮胎特性和非簧载质量。

如何优化车辆悬挂系统性能——主动悬挂系统控制策略研究

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