轴距预瞄控制在主动空气悬架加速/制动中的应用

"预瞄信息空气悬架汽车在加速/制动工况下的LQG控制 (2012年)" 本文主要探讨了如何利用预瞄信息和LQG（线性二次型 Gaussian）控制策略来改善基于空气悬架的汽车在加速和制动过程中的行驶性能。研究建立了一个1/2车辆模型，该模型考虑了空气悬架系统，并特别关注了轴距预瞄技术在预测和处理路面不平度方面的作用。 首先，作者们建立了一个基于空气悬架的1/2车辆加速/制动系统模型。这个模型包含了车辆的动力学特性，如质心运动、轮胎与路面的相互作用以及空气悬架的动态响应。通过这个模型，可以分析车辆在加速或制动时如何受到路面不平度的影响。 其次，引入了轴距预瞄控制算法。该算法旨在通过预测后轮处的路面不平度来提前调整空气悬架系统，从而减少车辆振动。这种预瞄控制策略允许车辆在遇到不平整路面之前就开始调整悬架，以更有效地吸收冲击，提高行驶平顺性。 接着，设计了一种基于轴距预瞄的加速/制动最优控制器。这种控制器是基于LQG理论的，它能够优化控制信号，使得在满足系统约束的同时，尽可能地最小化车辆的振动和不稳定因素。LQG控制是一种综合了状态反馈和kalman滤波的控制策略，能够处理随机扰动，如白噪声。 通过白噪声仿真分析，研究人员比较了预瞄控制的主动空气悬架系统与被动空气悬架系统以及最优控制空气悬架系统的性能。仿真结果显示，预瞄控制的主动空气悬架系统在降低车辆振动方面表现出显著优势。具体来说，与被动系统相比，车辆的质心加速度、后轮对应处的车身加速度、悬架动行程和轮胎动载都有显著减少，这意味着车辆在加速和制动时的平顺性和操纵稳定性得到了显著改善。 此外，预瞄控制的主动空气悬架系统与最优控制空气悬架系统相比，尽管都是为了优化性能，但预瞄控制在某些关键指标上表现更优，这表明轴距预瞄在实际应用中可能具有更高的效率和实用性。 总结起来，这项研究展示了预瞄信息和LQG控制在空气悬架汽车上的潜力，尤其是在提升车辆在加速和制动时的行驶品质和稳定性方面。这一技术的发展对于现代汽车工业，特别是高端和豪华车型，具有重要的工程价值，因为它可以提供更舒适的驾驶体验并增强车辆的操控性能。