微機控制在汽車中的應用

汽車懸架阻尼的微機控制北京理工大學張壹鳴曾誌華金大峰基於自適應控制理論，提出了壹種汽車懸架阻尼自動調節的微機控制方法。著重討論了該系統的模型、執行機構、傳感器跳變以及整個微機控制系統。最後，進行了阻尼微機控制的實驗分析和仿真計算。結果表明，該控制系統可靠，能明顯改善車輛的振動特性。1.日系車振動是影響車輛行駛性能的重要因素，不僅大大降低了車輛的乘坐舒適性，還影響其操縱穩定性。車輛振動嚴重時，也影響其行駛速度。同時，車輛振動也是車內噪聲的主要來源。因此，研究車輛振動並將其控制在最低水平具有重要意義。車輛堿振主要采用車輛懸架系統，由彈性元件和阻尼元件完成。傳統被動懸架系統的阻尼和剛度參數壹般是根據經驗設計或優化設計方法選取的，壹旦選取，在車輛行駛過程中就無法調整。由於參數不能隨意選擇或調整，限制了被動懸架系統性能的進壹步提高。為了克服這壹缺陷，國外於60年代提出了主動懸架的概念。主動懸架利用主動或被動的可控元件組成閉環控制系統，根據車輛的運動狀態和當前的激勵主動做出反應，從而抑制車身的運動，使懸架始終處於最佳減振狀態。它最大的特點是可以根據外界的輸入或自身形狀的變化來動態調整自己。主動懸架壹般可以分為兩類:全主動懸架和半主動懸架。雖然全主動懸架的性能非常優越，但其結構復雜，成本昂貴，目前在國內很難實現。半主動懸架由被動但可控的阻尼元件組成，是介於完全主動懸架和被動懸架之間的產物。由於懸架與全主動懸架性能相近(圖壹)[1]，工作時幾乎不消耗車輛的動力，所以結構比較簡單，I”。圖壹被動、主動、半主動懸架的頻響都是58，有很大的應用前景。眾所周知，在車輛懸架中，彈性元件不僅吸收和儲存能量，還要承受車身重量和載荷，所以在被動狀態下改變阻尼要困難得多。所以目前大部分半主動懸架只討論阻尼控制。基於這種考慮，本文設計和探討了壹種汽車主動懸架系統阻尼的微機控制和調節系統，以便應用於實際車輛。文中使用的符號如下:TC-阻尼系統K-懸掛寬度M:-懸掛質量(簧上質量)VIP信息x .-道路輸入‘路譜’x-非懸掛質量位移x-懸掛質量位移a；-總加速度均方根值Lk-輪胎剛度MT-非懸掛質量II。基本原理和結構框圖該控制系統基於自適應控制理論。所謂自適應控制，就是當系統的輸入或幹擾發生大範圍變化時，所設計的系統允許系統參數或控制策略根據經濟性進行調整，使輸出仍能滿足設計要求。自適應控制不是普通的反饋控制系統，它處理的是壹個具有“不確定性”的系統。通過觀察隨機變量的狀態和識別系統模型，我們試圖減少這種不確定性。控制結果往往達到壹定的糊控制指標，即“最冗余的控制平面被‘有效控制’代替”[2]自適應控制系統根據其原理的不同可分為兩類:校正調節器和模型參考自適應控制系統。由於難以建立精確的“車輛-路面系統模型”，車輛懸架阻尼的自適應控制采用自校正調節器。圖2是車輛懸架的二自由度振動模型，圖3是其對應的阻尼自適應控制系統。車輛懸架系統實際上是壹個不確定系統，因為車輛的行駛工況和路面輸入是隨機的。為了實現懸架阻尼的白自適應調節，除了考慮懸架結構的實用性外，關鍵是要解決實時環境識別和“在線優化”兩個問題(3)。本文提出了利用車輛系統響應，逐步調整懸架阻尼到最優值的逐步優化順序決策控制思想，並給出了基於梯度理論的控制算法。有人指出，目前對半主動懸架的研究還停留在阻尼控制上，所以在這種控制系統中，斬波度設為常數。由於調整阻尼會影響振動加速度的幅頻響應γ *，所以控制目標是降低車體的垂向振動加速度。以車體垂向振動加速度的均方根值為控制目標量，根據最優化方法中的梯度法，取其為j-min[E(x ≈)]winter F = E(Xt)(1)(2)-50英尺VIP信息，以F的負梯度方向為最優下降方向，用差分法構造F的負梯度。！=曼恩幹；(3)u t+1-u的控制增量為t △u= ul+ ul = t