四分之一车模型和主动悬架控制

主动悬架系统的一个简单的四分之一汽车模型在图1中四分之一汽车模型由两个质量，质量的汽车底盘中示出和质量的车轮组件。有一个春天和阻尼器在之间建模的被动弹簧和减震器。车轮组件和道路之间的轮胎被弹簧建模。

主动悬架引入了力底盘和车轮组件和允许设计者平衡驱动目标，例如乘客的舒适性，之间道路处理使用反馈控制器。

图1：主动悬架的四分之一汽车模型。

控制体系结构

四分之一车模型是使用Simscape实现的。下面的Simulink模型包万博1manbetx含了带有主动悬架、控制器和执行器动态的四分之一车模型。它的输入是道路扰动和主动悬架的力。其输出为悬架偏转和车身加速度。控制器利用这些测量数据向执行器发送控制信号，执行器产生主动悬架的力。

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

控制目标

我们的目标是实现三个控制目标：

弹簧常数的标称值和阻尼器车身和车轮之间的装配是不精确的，由于材料的缺陷，这些值可以是恒定的，但不同的。在参数变化的情况下，尽量满足这些控制目标。

模拟7厘米级的道路扰动，并采用恒重法。

Wroad = ss (0.07);

定义闭环目标从道路干扰处理，以悬挂变形为

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

定义目标安慰道干扰车身加速度。

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

限制由道路干扰对控制信号的权重函数控制带宽。

Wact = tf(0.1684*[1 500]，[1 50]);

有关选择闭环指标和权重函数的详细信息，请参阅主动悬架的鲁棒控制(鲁棒控制工具箱)。

控制器整

要打开控制系统调谐器会话主动悬架控制，在Simulink模型，双击到橙色块。万博1manbetx调谐块被设置为控制器和三个调谐目标被定义如上所述，以实现操控性，舒适和控制带宽的第二顺序。为了看到调谐的性能，从道路干扰停牌偏转，车身加速度和控制力的阶跃响应绘制。

操控性，舒适，并控制带宽的目标被定义为增益限制，HandlingTarget / Wroad，ComfortTarget / Wroad和Wact / Wroad。所有增益功能除以Wroad以纳入道路干扰。

零控制器的开环系统违反了处理目标，并在两个悬架变形和车身的加速与长的稳定时间高度振荡行为的结果。

图2：控制系统调谐器，会话文件。

以调谐所述控制器使用控制系统调谐器，在调优选项卡，单击调。如图3所示，该设计满足调谐目标和响应是较少振荡快速收敛到零。

图3:调优后的控制系统调优器。

多个参数值的控制器调优

现在，尝试调整为多参数值的控制器。大规模的汽车的默认值机箱为300千克。改变相对于100质量，200和300为不同的操作条件。

为了改变这些参数控制系统调谐器，在控制系统选项卡，在参数变化， 选择选择参数变化。定义开放文档中的参数。

图4：定义参数的变化。

在参数变化选项卡，单击管理参数。在“选择模型变量”对话框中，选择Mb。

图5：选择一个参数从模型而有所不同。

现在,参数Mb在参数变体表中使用默认值添加。

图6:带有默认值的参数变化表。

为了快速生成变异，单击生成值。在生成参数值对话框中，定义值100，200，300Mb和点击覆盖。

图7：生成值窗口。

所有值都填充在参数变体表中。将参数变量设置为控制系统调谐器,点击应用。

图8:带有更新值的参数变化表。

由于参数的变化，调优目标和响应图中出现了多行。所设计的控制器标称参数值导致闭环系统不稳定。

图9:带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操作、舒适性和控制带宽目标调在调优选项卡。优化算法试图满足这些目标，不仅对标称参数，但所有参数的变化。与图10所示的标称设计相比，这是一个具有挑战性的任务。

图10:带有多个参数变化(已调优)的控制系统调优器。

控制系统调谐器调整线性化控制系统的控制器参数。要检查已调优参数在Simulink模型上的性能，可以通过单击来更新Simulink模型中的控制器万博1manbetx更新块在控制系统选项卡。

模拟对每个参数的变化的模型。然后，使用模拟数据查验，检查所有的模拟结果。结果示于图11中对于所有三个参数的变化，则控制器尝试最小化该悬浮液偏转和车身加速度具有最小控制工作。

图11：在Simulink模型控制器的性能。万博1manbetx