1/4车、1/2车、整车悬架H2/H∞控制仿真合集

目录

前言

1. 1/4悬架系统

1.1数学模型

1.2 H2/H∞求解反馈阵阵

1.3仿真分析

2. 1/2悬架系统

2.1数学模型

2.2 H2/H∞求解反馈阵阵

2.3仿真分析

3. 整车悬架系统

3.1数学模型

 整车7自由度主动悬架数学模型

3.2 H2/H∞求解反馈阵阵

3.3仿真分析

4.总结

参考文献

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前言

对于H2/H∞这种强鲁棒的控制器设计，其主要原理在于设定最小化的性能指标，然后利用H∞设定约束条件，这样保证在约束条件下最小化我们的性能指标，之前也有文章介绍了应用于2、4自由度的几种类型仿真分析，文章链接：

基于LMI的车辆主动悬架控制_lmi控制_Mr. 邹的博客-CSDN博客

基于MATLAB/Simulink的不确定性H2／H∞最优保性能LMI车辆主动悬架控制仿真分析_matlabh2优化控制_Mr. 邹的博客-CSDN博客

H2/H∞半车悬架控制仿真分析_Mr. 邹的博客-CSDN博客

现在我们将其应用到整车悬架，并且对之前的控制进行梳理。

1. 1/4悬架系统

1.1数学模型

这里不再做过多的介绍了，往期有一个合集文章介绍了：

半车(前后、左右)、整车悬架详细推导建模和simulink仿真分析_半车动力学模型_Mr. 邹的博客-CSDN博客

1.2 H2/H∞求解反馈阵阵

1.3仿真分析

由于需要将轮胎动变形定义为约束指标，所以需要将路面激励整合到状态变量中，所以路面输入的是速度而不是位移，这个和LQR的原理相同

2. 1/2悬架系统

2.1数学模型

2.2 H2/H∞求解反馈阵阵

不带轴距预瞄：

带轴距预瞄： 

2.3仿真分析

这里引入轴间预瞄和轴距预瞄进行优化：

3. 整车悬架系统

3.1数学模型

 整车7自由度主动悬架数学模型

 簧载垂向运动方程：

 侧倾运动方程为：

 俯仰运动方程为：

非簧载质量垂向运动方程为： 

 做出俯仰角θ和侧倾角φ很小的假设，所以有如下近似条件：

 整理汇总得：

3.2 H2/H∞求解反馈阵阵

3.3仿真分析

4.总结

1.对于H2和H∞性能指标的调节可以输出其关系曲线，选取一个不那么损坏约束，但又能很大程度最小化性能指标的值

2.对于仿真分析，我选取随即激励的理由是随机激励工况很复杂，所以如果控制器的鲁棒项好的话，在随机路面得到验证，那么在其他路面一般是可行的！

 

参考文献

[1]宋刚,吴志刚,林家浩. 考虑时域硬约束的车辆主动悬架H∞控制[J]. 农业机械学报,2009,40(4):11-17.

[2].王莹,方敏,陈无畏. 基于4自由度车辆模型的电液主动悬架H∞控制[J]. 汽车工程,2004,26(1):9-12,23. DOI:10.3321/j.issn:1000-680X.2004.01.003. 

[3] 史明光,方敏,陈无畏. 基于LMI的四自由度车辆模型主动悬架H∞控制[J]. 合肥工业大学学报（自然科学版）,2004,27(3):237-241. DOI:10.3969/j.issn.1003-5060.2004.03.004. 

[4] 陈品同,张博智. 电动汽车主动悬架约束H∞状态反馈控制策略与仿真研究[J]. 汽车零部件,2022(9):12-19. DOI:10.19466/j.cnki.1674-1986.2022.09.003. 

[5] 史明光,陈无畏. 基于博弈论的H2/H∞混合控制及其在汽车主动悬架中的应用[J]. 控制理论与应用,2005,22(6):882-888. DOI:10.3969/j.issn.1000-8152.2005.06.007. 

[6] 张进秋,王兴野,贾进峰,等. 主动悬架有限频域H∞时滞控制参数影响分析及优化[J]. 兵工学报,2018,39(9):1850-1857. DOI:10.3969/j.issn.1000-1093.2018.09.023. 

[7] 王娟,刘志远,陈虹,等. 基于LMI的主动悬架的滚动时域H∞输出反馈控制[J]. 汽车工程,2009,31(1):37-41. DOI:10.3321/j.issn:1000-680X.2009.01.009. 

[8] 张志勇,文桂林,钟志华. 车辆主动悬架的混合H2/H∞最优保性能控制[J]. 汽车工程,2007,29(7):606-610. DOI:10.3321/j.issn:1000-680X.2007.07.016. 

[9] 方敏,史明光,陈无畏. 汽车主动悬架多目标H2/H∞混合控制[J]. 农业机械学报,2005,36(3):4-7,18. DOI:10.3969/j.issn.1000-1298.2005.03.002. 

[10] 卜祥风,谢友浩. 混合型主动悬架H2/H∞控制研究[J]. 制造业自动化,2018,40(3):129-133. DOI:10.3969/j.issn.1009-0134.2018.03.034. 

[11] 詹长书,曹先腾. 基于H∞理论的主动悬架状态反馈控制[J]. 森林工程,2020,36(5):92-98. DOI:10.3969/j.issn.1006-8023.2020.05.013. 

[12] 宋刚,林家浩,吴志刚. 考虑参数不确定性的主动悬架鲁棒H2/H∞混合控制[J]. 动力学与控制学报,2008,6(2):156-164. DOI:10.3969/j.issn.1672-6553.2008.02.014.