1/4车辆模型和主动悬架控制

一个简单的1/4车辆模型的主动悬架系统如图1所示。1/4车辆模型包含两个质量,汽车底盘与质量和一个车轮装配质量。有一个春天和阻尼器群众之间模型被动弹簧和减震器。车轮装配和道路之间的轮胎是建模的春天。

主动制导悬架系统引入了一种力量底盘和车轮之间的装配,并允许设计师来平衡驾驶目标如旅客舒适度和道路处理反馈控制器的使用。

图1:1/4车辆主动悬架的模型。

控制体系结构

1/4车辆模型使用Simscape实现。以下仿真软件与主动制导悬架系金宝app统模型包含1/4车辆模型,控制器和执行器动态。其输入道路干扰和主动制导悬架系统的力量。它的输出是悬架挠度和身体加速度。控制器使用这些测量控制信号发送到执行机构,为主动制导悬架系统创建的力。

mdl =“rct_suspension.slx”;open_system (mdl)

控制目标

这个例子有以下三个控制目标:

弹簧常数的标称值和阻尼器身体和车轮之间的装配不准确,由于材料的缺陷,这些值可以不变但不同。评估对系统控制的影响使用各种参数值。

七厘米级的道路干扰建模和使用一个常数的重量。

Wroad = ss (0.07);

定义的闭环目标处理从道路干扰暂停偏转

HandlingTarget = 0.044444 *特遣部队(1/8 [1],[1]1/80);

定义目标加速度干扰身体舒适的道路。

ComfortTarget = 0.6667 *特遣部队(1/0.45 [1],[1]1/150);

限制控制带宽来自道路的权函数对控制信号的干扰。

Wact =特遣部队(0.1684 * 500 ([1],50 [1]);

更多信息选择闭环目标和权函数,看看鲁棒控制的主动悬架(鲁棒控制工具箱)。

控制器调优

打开一个控制系统调谐器主动悬架控制会话,在仿真软件模型中,双击橙色块。金宝app调整块设置为二阶控制器和三个优化目标定义实现处理,舒适和控制带宽如上所述。为了看到的性能调优,一步反应从道路干扰到悬挂偏转,绘制人体加速度和控制力。

处理,舒适,目标被定义为获得和控制带宽限制,HandlingTarget / Wroad,ComfortTarget / Wroad和Wact / Wroad。除以所有增益函数Wroad将扰动的必经之路。

开环系统零控制器违反处理目标和结果高度振荡行为对悬架挠度和身体加速沉降时间长。

图2:控制系统调谐器与会话文件。

调整控制器使用控制系统调谐器,在调优选项卡上,单击调优。如图3所示,该设计满足优化目标和反应更少的振荡和快速收敛为零。

图3:控制系统调优后调谐器。

控制器优化多个参数值

现在,尝试优化控制器为多个参数值。默认值为汽车底盘的质量是300公斤。不同质量100公斤、200公斤和300公斤为不同的操作条件。

为了改变这些参数控制系统调谐器,在控制系统选项卡,在参数的变化中,选择选择参数不同。在打开的对话框中定义的参数。

图4:定义参数的变化。

在参数的变化选项卡上,单击管理参数。选择模型中的变量对话框中,选择Mb。

图5:选择一个参数变化的模型。

现在,参数Mb添加默认值的参数变化表。

图6:用默认值参数变化表。

生成变化很快,点击生成值。在生成参数值对话框中,定义值100,200,300Mb,然后单击覆盖。

图7:窗口生成值。

参数变化表中所有的值填充。设置参数的变化控制系统调谐器,点击应用。

图8:参数变化表更新的值。

多行出现在调优目标和响应情节由于不同的参数。控制器获得了这些名义上的参数值的结果在一个不稳定的闭环系统。

图9:控制系统调谐器与多个参数变化。

调整控制器以满足处理,舒适,通过点击带宽和控制目标调优在调优选项卡。调优算法试图满足这些目标的名义参数和参数的变化。这是一个具有挑战性的任务与名义设计如图10所示。

图10:控制系统调谐器与多个参数变化(调整)。

控制系统调谐器音乐控制器参数线性化控制系统。检查的性能调优参数对仿真软件模型,通过点击更新模型的控制器模型金宝app更新模块在控制系统选项卡。

模拟模型的每个参数的变化。然后,使用模拟数据检查,检查结果为所有模拟。结果如图11所示。为所有三个参数变化,控制器试图减少悬架挠度和身体加速以最小的控制工作。

图11:控制器性能仿真软件模型。金宝app