基于Sinmulik汽车主动悬架PID控制器设计与仿真

    王登强 王锐 董正欣

    

    摘 要：通过简化汽车悬架的振动模型，在此基础上利用Matlab/Simulink仿真软件建立可以求解的整车二自由度振动仿真模型和PID控制器，仿真结果可以说明PID控制能够调整悬架振动形式，以确保汽车具有良好的操纵稳定性和平顺性。

    关键词：主动悬架；PID控制器；仿真分析

    中图分类号：U463.33 文献标识码：A

    doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.04.008

    3 仿真系统模型搭建与分析

    3.1 模型参数

    本文研究对象是某款家用轿车，轿车悬架系统主要参数簧载质量470 kg、非簧载质量37 kg、轮胎刚度187 000 N/m、悬架弹簧刚度19 100 N/m、减振器阻尼系数1240 N·s/m。

    3.2 仿真模型建立

    由系统的微分方程推导的系统状态方程和PID控制器设计原则[3]，在Matlab/Simulink仿真软件中搭建悬架系统的仿真模型和PID控制器，系统初级输入为B级路面、车速为100 km/h时的低频激励输入。

    3.3 模型求解与分析

    汽車在B级路面上行驶，行驶速度为100 km/h时，仿真输出结果中虚线代表非PID控制的响应曲线，实线代表PID控制的响应曲线，从中可以看出，经过PID控制器控制后的悬架系统，车身速度以及车身加速度的最大幅值都有所降低，波形衰减速度较为明显，可以说明在常见路面不平度输入PID控制能够调整悬架振动形式，以确保汽车具有良好的操纵稳定性和平顺性。

    4 结语

    本文从汽车驾驶体验入手，利用Matlab/Sinmulink仿真软件建立汽车悬架二自由度的1/4车辆模型和PID控制器，并完成仿真分析，从仿真结果说明PID控制器能够调整悬架振动形式，确保汽车具有良好的操纵稳定性和平顺性；也说明利用PID控制方法控制主动悬架系统的可行性。

    参考文献：

    [1] 吴慧峰.基于模糊控制的汽车主动悬架系统仿真研究[J].计算机仿真，2012（3）：363-366.

    [2] 王莹.基于四自由度车辆模型的汽车主动悬架系统的H_∞控制研究[D].安徽：合肥工业大学，2003.

    [3] 詹长书，程崇，孙世磊. 基于模糊自适应 PID 控制器的空气悬架控制策略研究[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2015（5）.