四分之一车模型与主动悬架控制

一个简单的四分之一车主动悬架系统模型如图1所示。四分之一车模型由两个质量组成，一个汽车底盘有质量还有一个有质量的轮子。有一个春天和阻尼器在群众之间，模拟被动弹簧和减震器。车轮组件和道路之间的轮胎被弹簧建模。

主动悬架引入了力量底盘和轮组件之间并允许设计人员平衡驾驶目标，例如乘客舒适和道路处理以及使用反馈控制器。

图1：主动悬架的四分之一车模型。

控制体系结构

四分之一车模型采用Simscape实现。以下Simulink模型包含金宝app具有主动悬架，控制器和执行器动态的四分之一车模型。其输入是道路干扰和活性悬架的力。其输出是悬架偏转和身体加速度。控制器使用这些测量来向致动器发送控制信号，该致动器为主动悬架产生力。

mdl ='rct_suspension.slx';open_system (mdl)

控制目标

该示例有以下三个控制目标:

弹簧常数的标称值和阻尼器在主体和车轮组件之间不是精确的并且由于材料中的缺陷，这些值可以是恒定的而是不同的。使用各种参数值评估对系统控制的影响。

模型幅度七厘米的道路干扰，并使用恒重。

Wroad = ss (0.07);

定义闭环目标，用于从道路干扰处理到悬架偏转

Handlingtarget = 0.044444 * TF（[1/8 1]，[1/80 1]）;

定义目标，以便从道路干扰到身体加速度。

ComfortTarget = 0.6667 * TF（[1 / 0.45 1]，[1/150 1]）;

通过对控制信号的权重函数限制控制带宽。

Wact = tf(0.1684*[1500]，[1 50]);

有关选择闭环目标和权重功能的更多信息，请参阅主动悬架的鲁棒控制(鲁棒控制工具箱)。

控制器调整

打开A.控制系统调谐器主动暂停控件的会话，在Simulink Model中，双击橙色块。金宝app调谐块被设置为第二阶控制器，并且定义了三个调谐目标以实现如上所述的处理，舒适和控制带宽。为了看看调谐的性能，绘制了从道路干扰到悬架偏转的步骤响应，身体加速度和控制力。

处理、舒适和控制带宽目标被定义为增益限制，Handlingtarget / Word.那ComfortTarget / Wroad和Wact / Wroad。所有增益函数都被除以Wroad融合道路干扰。

具有零控制器的开环系统违反了处理目标，并导致具有长度稳定时间的悬架偏转和身体加速度的高度振荡行为。

图2：使用会话文件控制系统调谐器。

使用控制器使用控制系统调谐器，在这方面调优选项卡，单击调。如图3所示，该设计满足了调优目标，响应的振荡性更小，并且很快收敛到零。

图3:调整后的控制系统调谐器。

多参数值的控制器调优

现在，尝试调整控制器以获取多个参数值。汽车底盘的默认值是300公斤。根据不同的操作条件，质量可调整为100kg、200kg和300kg。

为了改变这些参数控制系统调谐器，在这方面控制系统标签，下面参数变体， 选择选择要不同的参数。在打开的对话框中定义参数。

图4：定义参数变体。

在这一点参数变体选项卡，单击管理参数。在“选择模型变量”对话框中进行选择Mb。

图5:选择一个不同于模型的参数。

现在,参数Mb在参数变体表中添加缺省值。

图6:带有默认值的参数变化表。

要快速生成变化，请单击生成值。在“生成参数值”对话框中，定义值100,200,300Mb，然后点击覆盖。

图7：生成值窗口。

所有值都填充在参数变体表中。将参数变化设置为控制系统调谐器,点击申请。

图8:带有更新值的参数变化表。

由于不同参数，多条线在调谐目标和响应图中出现。为这些标称参数值获得的控制器导致不稳定的闭环系统。

图9:具有多个参数变化的控制系统调谐器。

通过单击调整控制器以满足处理、舒适性和控制带宽目标调在调优选项卡。调优算法试图满足标称参数和所有参数变化的这些目标。与图10所示的标称设计相比，这是一项具有挑战性的任务。

图10:具有多个参数变化的控制系统调谐器(已调谐)。

控制系统调谐器调整线性化控制系统的控制器参数。要检查Simulink模型上调优参数的性能，请通过单击更新Simulink模型中的控制器金宝app更新块在控制系统选项卡。

模拟每个参数变化的模型。然后，使用仿真数据检查器，检查所有仿真的结果。结果如图11所示。对于所有三个参数变化，控制器试图以最小的控制努力最小化悬挂偏转和身体加速度。

图11:Simulink模型上的控制器性能。金宝app