基于改进天棚控制策略的主动悬架动力学性能研究

陈龙+高泽宇+汪若尘+袁朝春

摘 要：针对采用天棚控制策略的主动悬架无法有效抑制车轮振动，从而影响车辆行驶安全性的问题，提出一种改进天棚控制策略。构建了改进天棚控制策略下的线性二自由度动力学模型，对天棚阻尼系数进行了优化设计，以采用天棚控制策略的主动悬架为比较对象，分别进行了频域和时域内的仿真对比。结果表明，相比天棚控制策略，改进天棚控制策略可有效提高高频区的乘坐舒适性和行驶安全性；在相同行驶工况下，改进天棚控制策略的车身加速度均方根值增大了3.36%，但轮胎动载荷均方根值降低了37.61%，证明了改进天棚控制策略的有效性。

关键词：主动悬架；改进天棚控制策略；乘坐舒适性；行驶安全性；仿真对比

中图分类号：U463.33文献标文献标识码：A文献标DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2016.03.04

Abstract：Considering that the active suspension with skyhook control strategycannot suppress the vibration of wheel effectively and then driving safety will be affected， a new modified skyhook control strategy was proposed in this paper. A linear two degree of freedom dynamics model with modified skyhook control strategy was established firstly.Then the optimization design of the skyhook damping coefficient was conducted. Finally， simulation results were compared in frequency domain and time domain with those from the skyhook control strategy.The results show that the modified skyhook control strategy can improve the ride comfort and driving safety in high frequency region more effectively. Meanwhile， under the same driving conditions， the RMS value of vehicle body acceleration increases 3.36%， but the RMS value of tire dynamic load decreases 37.61%， which shows the effectiveness of the modified skyhook control strategy.

Keywords：active suspension； modified skyhook control strategy； ride comfort； driving safety； simulation comparison

传统被动悬架采用折中的设计方式，固定的结构参数使其无法满足不同行驶工况下的车辆动力学性能要求[1]。主动悬架突破了传统被动悬架的局限性，极大地改善了车辆的动态性能[2]。主动悬架主要包括执行机构和控制策略两大部分，执行机构主要是根据控制策略的要求输出作动力。因此，控制策略是主动悬架的设计核心[3]。目前，主动悬架的控制策略主要包括：天棚控制[4]、线性最优控制[5]、预见控制[6]、自适应控制[7]、模糊控制[8-10]、神经网络控制[11]等。由于天棚控制方式简单、易于实施且可靠性高，从而得到了广泛应用。天棚控制策略可有效提高车身隔振性能，改善车辆的乘坐舒适性，但同时会对车轮的隔振性能产生不良影响，从而影响行驶安全性。……