MATLAB中搭建一个四分之一二自由度的半主动悬架模型并为它设计一个滑模控制器,并用前向欧拉法离散化,采样时间取0.01
时间: 2024-05-27 15:13:40 浏览: 282
以下是MATLAB代码:
% 定义系统参数
m1 = 350; % 质量1
m2 = 50; % 质量2
k1 = 16000; % 弹簧刚度1
k2 = 24000; % 弹簧刚度2
c = 1000; % 阻尼系数
L1 = 0.8; % 弹簧长度1
L2 = 0.2; % 弹簧长度2
g = 9.8; % 重力加速度
% 构建四分之一二自由度半主动悬架系统动力学模型
A = [0 1 0 0; -k1/m1 -c/m1 k1/m1 0; 0 0 0 1; k1/m2 0 -(k1+k2)/m2 -c/m2];
B = [0; 0; 0; k2/m2];
C = eye(4);
D = [0; 0; 0; 0];
% 设计滑模控制器
Q = diag([100 1 10 1]); % 状态反馈矩阵
R = 1; % 控制输入权重
[K, ~, ~] = lqr(A, B, Q, R); % 设计线性二次型控制器
lambda = 10; % 滑模面斜率
s = 1; % 滑模面初始值
T = 0.01; % 采样周期
% 前向欧拉法离散化
Ad = eye(4) + A*T;
Bd = B*T;
Kd = K;
% 模拟系统响应
t = 0:T:10;
x = zeros(4, length(t));
u = zeros(1, length(t));
for i = 1:length(t)-1
% 计算滑模面导数
s_dot = -lambda*abs(s) + Kd*x(:,i);
% 更新滑模面
s = s + s_dot*T;
% 计算控制输入
u(i) = -sign(s)*Bd'*x(:,i);
% 更新系统状态
x(:,i+1) = Ad*x(:,i) + Bd*u(i);
end
% 绘制系统响应曲线
figure;
subplot(2,2,1);
plot(t, x(1,:));
xlabel('时间 (s)');
ylabel('车体垂直位移 (m)');
subplot(2,2,2);
plot(t, x(2,:));
xlabel('时间 (s)');
ylabel('车体垂直速度 (m/s)');
subplot(2,2,3);
plot(t, x(3,:));
xlabel('时间 (s)');
ylabel('车轮相对位移 (m)');
subplot(2,2,4);
plot(t, x(4,:));
xlabel('时间 (s)');
ylabel('车轮相对速度 (m/s)');
figure;
plot(t, u);
xlabel('时间 (s)');
ylabel('控制输入 (N)');
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