车辆悬架系统LQG控制器仿真Word文档格式.docx
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1.确定系统状态空间表达式及性能指标表达式
clear;
A=[0100000000;
0000-39.620-29.23000;
0001000000;
000018.840-19.99000;
010-0.9680-10000;
-5207.5505040.905984.900005207.550;
0101.39000-100;
-5655.740-7872.790006278.69005655.74;
00000000-0.060;
000000000-0.06];
B=[00.0020-0.00090-0.0370000;
00.00200.001000-0.04100]'
;
Q=[200042.40-1000-1000-100-100;
0000000000;
42.40109.1096.80-139.2096.8-139.2;
-100096.80100826.2401197.6901000;
-1000-139.201197.690102092.100100;
-100096.801000001000;
-1000-139.200010000100];
R=[0.00000830.00000433;
0.000004330.00001267];
2.用lqr命令求取最优反馈矩阵K
K=lqr(A,B,Q,R);
3.用lqe命令求取卡尔曼滤波器反馈矩阵Kc
Q0=[10;
01];
R0=[0.1000000000;
00.100000000;
000.10000000;
0000.1000000;
00000.100000;
000000.10000;
0000000.1000;
00000000.100;
000000000.10;
0000000000.1];
C=[1000000000;
0100000000;
0010000000;
0001000000;
0000100000;
0000010000;
0000001000;
0000000100;
0000000010;
0000000001];
F=[0000000022.510;
00000000022.51]'
KC=lqe(A,F,C,Q0,R0);
计算结果为:
矩阵K:
矩阵Kc:
进行SIMULINK仿真:
被动悬架仿真模型(无控制):
主动悬架仿真模型:
车轮路面的输入情况:
随机噪声
前轮:
后轮:
编程把输出的10维向量分离,并对比被动悬架与主动悬架的输出结果:
a1=simout.signals.values(:
1);
a2=simout.signals.values(:
2);
a3=simout.signals.values(:
3);
a4=simout.signals.values(:
4);
a5=simout.signals.values(:
5);
a6=simout.signals.values(:
6);
a7=simout.signals.values(:
7);
a8=simout.signals.values(:
8);
a9=simout.signals.values(:
9);
a10=simout.signals.values(:
10);
b1=simout1.signals.values(:
b2=simout1.signals.values(:
b3=simout1.signals.values(:
b4=simout1.signals.values(:
b5=simout1.signals.values(:
b6=simout1.signals.values(:
b7=simout1.signals.values(:
b8=simout1.signals.values(:
b9=simout1.signals.values(:
b10=simout1.signals.values(:
figure
(1),
holdon
plot(a1'
'
'
);
plot(b1'
:
r'
holdoff
figure
(2),
plot(a2'
plot(b2'
figure(3),
plot(a3'
plot(b3'
figure(4),
plot(a4'
plot(b4'
figure(5),
plot(a5'
plot(b5'
figure(6),
plot(a6'
plot(b6'
figure(7),
plot(a7'
plot(b7'
figure(8),
plot(a8'
plot(b8'
figure(9),
plot(a9'
plot(b9'
figure(10),
plot(a10'
plot(b10'
虚线为被动悬架,实现为主动悬架
车身垂直位移:
车身加速度
仰俯角
仰俯角加速度
前悬架动速度
前轮胎位移相关
后悬架动速度
后轮胎位移相关
前轮路面输入
后轮路面输入
三.结论
通过对LQG控制器的仿真研究,表明具有LQG控制器的主动悬架可以有效地降低车身垂直加速度、悬架动绕度和轮胎动位移。
较好地改善了车辆的乘坐舒适性和操作稳定性
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- 关 键 词:
- 车辆 悬架 系统 LQG 控制器 仿真