Синтез оптимально-квадратичного регулятора для управления подвеской автомобиля

Авторы: Овсянников А.Д.
Опубликовано в выпуске: #10(63)/2021
DOI: 10.18698/2541-8009-2021-10-743
Раздел: Информатика, вычислительная техника и управление | Рубрика: Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Ключевые слова: система управления, регулятор, оптимальное управление, квадратичный функционал, подвеска, автомобиль, транспортное средство, математическая модель
Опубликовано: 16.11.2021

Использование системы активного управления подвеской позволяет значительно изменить динамику вертикального движения транспортного средства и удовлетворить регулярно повышающиеся требования к безопасности и комфорту. В работе выведены дифференциальные уравнения, описывающие вертикальное движение автомобиля. Выбран квадратичный функционал, отражающий требования к системе. На основе модели движения отдельного колеса разработан оптимальный регулятор, минимизирующий выбранный функционал, и выбраны параметры регулятора, обеспечивающие необходимую реакцию системы на внешние входные воздействия. Исследована возможность применения полученного регулятора в усложненной модели, описывающей движение четырехколесного автомобиля с учетом крена и тангажа.

Литература

[1] Хусайнов А.Ш. Эксплуатационные свойства автомобиля. Ульяновск, УлГТУ, 2011.

[2] Dixon J. Tires, suspension and handling. SAE, 1996.

[3] Ulsoy A.G., Peng H., Çakmakci M. Automotive control systems. Cambridge University Press, 2012.

[4] Guiggiani M. The science of vehicle dynamics. Springer, 2018.

[5] Вишняков Н.Н., Вахламов В.К., Нарбут А.Н. Автомобиль: основы конструкции. М., Машиностроение, 1986.

[6] Aly A.A., Salem F.A. Vehicle suspension systems control: a review. IJCAS, 2013, vol. 2, no. 2, pp. 46–54.

[7] Sharp R.S., Pilbeam C. On the ride comfort benefits available from road preview with slow-active car suspensions. Veh. Syst. Dyn., 1994, vol. 23, no. S1, pp. 437–448. DOI: https://doi.org/10.1080/00423119308969532

[8] Ogata K. Modern control engineering. Prentice hall, 2010.

[9] Smith C.C., McGehee D.Y., Healey A.J. The prediction of passenger riding comfort from acceleration data. J. Dyn. Sys., Meas. Control., 1978, vol. 100, no. 1, pp. 34–41. DOI: https://doi.org/10.1115/1.3426338

[10] Kučera V. A review of the matrix Riccati equation. Kybernetika, 1973, vol. 9, no. 1, pp. 42–61.