基于电控空气悬架的轿车平顺性和操纵稳定性协调控制研究

电控空气悬架系统改变了传统被动悬架系统的功能，采用电子控制方式实现了悬架刚度和阻尼的同时可调。这种改变将车辆悬架系统控制提升到了新的发展平台，为提高汽车平顺性和操纵稳定性提供了广阔的空间。本文依托国家自然科学基金项目“线控汽车底盘控制方法和关键技术研究”（编号：50775096），在总结国内外轿车电控空气悬架系统理论研究和实际应用成果基础上，以轿车平顺性和操纵稳定性的协调控制为目标，对电控空气悬架系统控制策略进行了深入的理论研究和实验验证。对电控空气悬架系统空气弹簧刚度和减振器阻尼特性进行了理论分析，结合其工作特性设计了不同运动状态下空气弹簧和减振器的控制模式。建立了能够进行平顺性和操纵稳定性联合仿真的电控空气悬架车辆简化模型，提出了电控空气悬架整车系统性能指标体系。在提出的基于遗传粒子群优化的LQG控制方法基础上，将车身侧倾模糊控制引入汽车转弯过程，设计了遗传粒子群最优控制算法与模糊控制算法相结合的整车平顺性和操纵稳定性协调控制方法，选取典型工况进行了控制仿真验证。最后，在搭建的电控空气悬架系统硬件在环实验台上，进行了空气弹簧和减振器特性实验以及控制算法的实验验证。仿真与实验验证结果表明，本文提出的基于弹簧刚度和减振器阻尼均可调的电控空气悬架控制方法能够实现轿车平顺性和操纵稳定性的有效协调，研究成果将为轿车电控空气悬架系统的自主研发提供理论和实践支持。