XX 大学 现代控制理论 ——汽车半主动悬架系统的建模与分析 姓名：X X X 学号：X X X X 专业：X X X X 一． 课题背景 汽车的振动控制是汽车设计的一个重要研究内容，涉及到汽车的平顺性和操纵稳定性。悬架系统是汽车振动系统的一个重要子系统，其振动传递特性对汽车性能有很大影响。因此设计性能良好的悬架系统以减少路面激励的振动传递，从而提高汽车的平顺性和操纵稳定性是汽车振动控制研究的重要课题。 悬架系统是汽车车身与轮胎间的弹簧和避震器组成整个支撑系统，用于支撑车身，改善乘坐舒适度。而半主动悬架是悬架弹性元件的刚度和减振器的阻尼系数之一可以根据需要进行调节控制的悬架。 目前，半主动悬架研究主要集中在调节减振器的阻尼系数方面，即将阻尼可调减振器作为执行机构，通过传感器检测到汽车行驶状况和道路条件的变化以及车身的加速度，由ECU根据控制策略发出脉冲控制信号实现对减振器阻尼系数的有级可调和无级可调。 二． 系统建模与分析 1 .1 半主动悬架系统的力学模型 以二自由度 1/4 半主动悬架模型为例，并对系统作如下 假 设： (1) 悬挂 质 量 与非 悬挂 质 量 均 为刚体 ； (2) 悬架系统具 有线 性刚度和阻尼； (3) 悬架在工 作过程 中不 与缓 冲块 碰 撞 ； (4) 轮胎具 有线 性刚度，且 在汽车行驶过程 中始 终 与地 面接 触 。 综 上 ，我 们 将该 系统等 效 为两 个质 量 块 M，m；两 个弹簧系统 Ks，Kt； 一个可调阻尼器（ 包 含 一个常 规 阻尼器 Cs 和一个变化阻尼力F） ，如图 1 所 示 。 图 1 系统力学模型 1 .2 半主动悬架系统的数学模型 由减振器的简 化模型得 :NS FC VF 对 m 进行分析：211201122()tssd zdzdzmK zzKzzCFdtdtdt 即：1011212()tssmzK zzKzzCzzF 对 M 进行分析：2212122()ssd zdzdzMKzzCFdtdtdt 即：21212ssMzKzzCzzF 选取状态变量：1102213142xzzxzzxzxz，，， 输入变量：uF 输出变量：1122yxyx， 综上可得，系统状态空间表达式为：11032214331234423411tssssssxzzxxzzxxKKCCxxxxxFmmmmmKCCxxxxFMMMM 整理得：0010000110110tssssssKKCCmmmmmKCCMMMM...
