汽车主动悬架系统的多目标自适应控制方法研究

With the development of automobile industry and the increasing requirement, the improvement of vehicle suspension systems is more and more interested. Vehicle suspension systems are of vital importance for significantly improving passenger comfort and handling characteristics. A well-designed suspension system can promote the whole performances of automobile chassis. In active suspensions, actuators are placed between the car body and wheel-axle parallel to the suspension elements, and are able to both add and dissipate energy from the system, which enables the suspension to control the attitude of the vehicle, to reduce the effects of braking and the vehicle roll during cornering maneuvers to increase ride comfort and vehicle road handling. Active suspension systems have a potential to improve the ride comfort and vehicle maneuverability. However, inevitable performance constraints, inherent nonlinearity and uncertainties bring great difficulties for the controller design. At the same time, the improvement of the transient response to active suspension systems is also a challenging topic. The project focuses on the control law design for vehicle active suspensions to improve ride comfort and ride safety, where parameter uncertainties and unmodel uncertainties are considered in the controller design. Finally, the multi-objective adaptive vibration control strategies are proposed to improve the ride comfort and ride safety.

随着汽车工业发展和人们需求的提高，车辆悬架系统的性能越来越受到关注，一个设计优良的悬架系统可以提升车辆底盘的整体性能、改善乘坐舒适度、保证行车安全。汽车主动悬架系统由于安装执行机构在车身与车架之间用以增加和衰减系统中的能量，故在改善乘坐舒适度以及车辆操作性方面具有较大优势，是汽车悬架设计的主要趋势。然而，不可避免的性能约束、系统固有的非线性特性以及不确定性均给控制算法设计带来巨大困难；同时，如何提升系统的瞬态性能也是汽车主动悬架系统必须要考虑的难点问题。综合考虑以上难点问题，本项目针对汽车主动悬架系统的控制器设计进行理论与实验研究，在考虑性能约束的情况下，克服系统中的不确定性（参数不确定性、建模不确定性），提出汽车主动悬架系统的多目标振动控制方法，更大程度地抑制路面干扰给系统带来的性能影响，提升系统动态性能，改善乘坐舒适度和行车安全性能。

随着汽车工业发展和人们需求的提高，车辆悬架系统的性能越来越受到关注，一个设计优良的悬架系统可以提升车辆底盘的整体性能、改善乘坐舒适度、保证行车安全。汽车主动悬架系统由于安装执行机构在车身与车架之间用以增加和衰减系统中的能量，是汽车悬架设计的主要趋势。然而，不可避免的性能约束、系统固有的非线性特性以及不确定性均给控制算法设计带来巨大困难；同时，如何提升系统的瞬态性能也是汽车主动悬架系统必须要考虑的难点问题。综合考虑以上难点问题，本项目针对汽车主动悬架系统的控制器设计进行理论与实验研究，在考虑性能约束的情况下，克服系统中的不确定性（参数不确定性、建模不确定性），提出汽车主动悬架系统的多目标振动控制方法，更大程度地抑制路面干扰给系统带来的性能影响，提升系统动态性能，改善乘坐舒适度和行车安全性能。.在本项目支持下，项目组在基金执行期间共发表SCI检索论文13篇（其中包含本领域权威期刊IEEE Trans汇刊系列论文6篇），EI检索论文1篇；授权发明专利9项。2015年-2017年项目相关论文共被SCI他引148次。.基于上述研究成果，项目负责人2015年在机械控制领域顶级期刊IEEE Trans. on Mechatronics上组织题为“Mechatronics in Automotive Systems”的研究专刊，任客座主编；2017年在国际SCI期刊IEEE ACCESS上组织机械系统控制方面的研究专刊；此外，入选中国科协“青年人才托举工程”，该项目2017年全国仅遴选208人；获得自然科学基金面上项目支持（2018.01-2.2021.12）。.在学生培养方面，在本项目支持下共指导本科毕业设计12人，硕士研究生8人，作为副导师协助指导博士生3人：1）基于本项目的控制方法，指导科技创新小组所设计的“仿生机械海豚”分别获得国际顶点设计大赛国际组二等奖；2）作为副导师指导的博士生潘惠惠，受本项目支持，在IEEE智能交通系统汇刊等权威期刊上发表论文11篇，并受邀赴香港理工大学进行访问交流，现已毕业留校任教。