非线性空气悬架的模糊PID控制建模与仿真分析

"基于联合型模糊PID的非线性空气悬架建模与控制* (2014年)" 本文探讨了如何通过采用联合型模糊PID控制器提升汽车空气悬架系统的行驶平顺性和道路友好性。针对空气弹簧的非线性特性，作者首先建立了空气弹簧的弹力模型，该模型考虑了气囊压力、有效面积以及垂向变形等因素的影响。这个模型为构建1/4车辆动力学模型奠定了基础，即以单轮为研究对象来分析整个车辆的动态行为。 为了优化控制效果，文章以最小化车身加速度为目标，设计并建立了非线性空气悬架的联合型模糊PID控制器。这种控制器结合了模糊控制的灵活性和适应性强的优势，以及PID控制的结构简单、调整便捷的优点，特别适合处理非线性系统的复杂控制问题。在MATLAB/Simulink环境下，通过仿真气囊压力变化产生的力作为控制输出，进行了计算机动态仿真。 仿真结果显示，相较于传统的被动空气悬架，采用联合型模糊PID控制器的非线性空气悬架系统在提高车辆平顺性和道路友好性方面有显著的改进。这表明，该控制器能有效应对空气弹簧的非线性动态特性，为汽车悬架系统的设计提供了新的思路。 关键词涉及空气悬架的非线性特性、模糊控制、平顺性以及道路友好性。文章对悬架系统的重要性、空气弹簧相对于普通弹簧的优势以及非线性空气悬架系统的研究现状进行了简要阐述，并指出当前研究的局限性，如将非线性系统简化为线性模型，以及现有控制策略的不足。 该研究为非线性空气悬架系统提供了更高级别的控制方案，通过模糊PID的融合，有望在实际应用中实现更好的性能。同时，这一方法可能对其他非线性系统的控制设计也具有参考价值。