基于多刚体系统动力学的汽车悬架性能分析及控制研究

本文以多刚体系统动力学的拉格郎日方法对汽车悬架进行研究，针对普通轿车结构特点，以一种广泛使用的高性能悬挂装置(由麦克弗森滑柱式前悬挂装置和纵向拖臂式后悬挂装置组成)为研究对象，建立了包括车身、前轮总成、后轮总成三构件在内的五个自由度十三个方程的多刚体数学模型，并研究了相应的适用于计算机的数值算法，在解决了数值违约发散的基础上，用C语言编程计算，进行了静力平衡分析和动力学分析，研究了该悬架系统在阶跃输入、谐波输入、随机输入下的时域响应，并对仿真结果进行了分析。在此基础上，进行了主动悬架的PIP控制、模糊控制和模糊PID复合控制研究。计算结果表明，以多刚体系统动力学的拉格朗日方法所建数学模型仿真精度高，计算效率高，方法可行，多刚体系统动力学模型同模糊PID复合控制策略结合较好，是一个行之有效的进行综合仿真和优化控制的系统。