四分之一车模型和主动悬架控制

一个简单的四分之一车模型的主动悬架系统如图1所示。四分之一车模型由两个质量组成，一个汽车底盘与质量和车轮组装的质量. 有一个春天和阻尼器在质量之间，模拟被动弹簧和减震器。车轮总成和道路之间的轮胎由弹簧建模．

主动悬架引入了一种力在底盘和车轮总成之间，允许设计师使用反馈控制器平衡驾驶目标，如乘客舒适性和道路操纵性。

图1：主动悬架的四分之一车型。

控制体系结构

四分之一汽车模型使用Simscape实现。以下Simulink模型包含带主动悬架、控制器和执行器动力学的四分之一车辆模型。其输入为道路金宝app扰动和主动悬架力。其输出为悬架挠度和车身加速度。控制器使用这些测量值向执行器发送控制信号，以产生主动悬架力。

mdl=“rct_悬架.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车身和车轮总成之间的间隙不精确，并且由于材料中的缺陷，这些值可能是恒定的，但不同。使用各种参数值评估对系统控制的影响。

对7厘米量级的道路扰动进行建模，并使用恒定权重。

Wroad = ss (0.07);

定义从道路干扰到悬架偏转的闭环处理目标，如下所示

HandlingTarget=0.044444*tf（[1/81]，[1/801]）；

确定从道路干扰到车身加速的舒适性目标。

ComfortTarget=0.6667*tf（[1/0.451]，[1/1501]）；

通过道路干扰对控制信号的权重函数限制控制带宽。

Wact = tf(0.1684*[1 500]，[1 50]);

有关选择闭环目标和权重函数的更多信息，请参阅主动悬架的鲁棒控制．

控制器调整

开业控制系统调谐器活动悬架控制会话，在Simulink模型中，双击橙色块。将调谐块设置为二阶控制器，并定义三个金宝app调谐目标，以实现上述操控性、舒适性和控制带宽。为了查看调谐性能，绘制了从道路扰动到悬架挠度、车身加速度和控制力的阶跃响应。

处理、舒适和控制带宽目标被定义为增益限制，处理目标/负载,ComfortTarget / Wroad和Wact / Wroad. 所有增益函数除以Wroad包括道路干扰。

带有零控制器的开环系统违反了操纵目标，导致悬架挠度和车身加速度的高振荡行为，且稳定时间较长。

图2：带有会话文件的控制系统调谐器。

使用控制系统调谐器，在调优选项卡，单击曲调．如图3所示，这种设计满足了调优目标，响应的振荡更小，并迅速收敛到零。

图3:调整后的控制系统调谐器。

控制器多参数值调优

现在，尝试为多个参数值调整控制器。质量的汽车底盘的默认值是300公斤。根据不同的操作条件，将质量调整为100kg、200kg和300kg。

为了改变这些参数控制系统调谐器，在控制系统选项卡，在下面参数变化选择选择要更改的参数. 在打开的对话框中定义参数。

图4：定义参数变化。

上参数变化选项卡，单击管理参数．在“选择模型变量”对话框中选择Mb．

图5:选择一个参数来改变模型。

现在,参数Mb在参数变量表中以默认值添加。

图6:带有默认值的参数变化表。

要快速生成变体，请单击生成值. 在“生成参数值”对话框中，为其定义值100、200、300Mb，然后单击覆盖．

图7：生成值窗口。

所有值都被填充到参数变量表中。将参数变量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。

由于参数的变化，调谐目标和响应图中出现多条线。针对这些标称参数值获得的控制器导致闭环系统不稳定。

图9:具有多个参数变化的控制系统调谐器。

调整控制器，以满足处理，舒适和控制带宽目标点击曲调在调优选项卡。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(调谐)。

控制系统调谐器为线性化控制系统调整控制器参数。要检查Simulink模型上已调优参数的性能，请单击以更新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。对于所有三个参数的变化，控制器试图以最小的控制努力最小化悬架偏转和车身加速度。

图11:Simulink模型上的控制器性能。金宝app