主动悬架LQR控制器多目标联合优化设计

摘要

针对引入轮毂电机使非簧载质量增大，引起电动汽车振动负效应问题，分析了主被动并联式悬架系统中，被动悬架弹簧刚度、减振器阻尼对车辆乘坐舒适性、轮胎接地性、安全性以及主动悬架能耗性能的影响。为实现被动悬架弹簧刚度、减振器阻尼与主动悬架线性二次调节器(linear quadratic regulator, LQR)相匹配，提出将被动悬架参数与主动悬架LQR控制器参数相结合的联合优化设计方法，基于非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithmsⅡ,NSGA-Ⅱ),求解最优被动悬架参数与主动悬架LQR控制器权重矩阵。结果表明：联合优化后的NSGA-LQR控制器相较于被动悬架系统，车身垂向加速度、悬架动挠度、轮胎动位移的均方根值分别降低22.52%、26.34%和2.30%。联合优化后的NSGA-LQR控制器一定程度上兼顾了车辆乘坐舒适性与安全性，相较于传统LQR控制，改善了轮毂电机电动汽车垂向振动负效应。

关键词

主动悬架 / 轮毂电机 / LQR控制 / NSGA-Ⅱ / 平顺性