臺灣博碩士論文加值系統

本文首先建置半車主動式懸吊系統之數學動態模型，並設計一種順滑模態控制器加以控制，而為比較順滑模態控制器之性能優劣，同時又設計模糊控制器與PID控制器做為比較。上述各種控制器經數學分析後，再利用Matlab等數值軟體模擬驗證，由模擬結果，可知順滑模態控制器之控制性能確實優於其他控制器，確可提高車輛之操控性、安全性及舒適性。

This dissertation is first to establish the dynamic model of half-car active suspension system, and next to design the sliding mode controller for the proposed suspension system, so that the superior performances can be obtained. Simultaneously, this research also presents the fuzzy controller and the PID controller to be compared with the sliding mode controller. After theory analysis and derivations, we use numerical Matlab software to simulate the three suspension control systems. From simulation results, the superior results of the proposed controller can be demonstrated to promote the maneuvering, security and comfort of the suspension system for car’s driving.

目錄

摘要……………………………………………… i
目錄……………………………………………… iii
圖目錄…………………………………………… iv
表目錄…………………………………………… vii
符號說明………………………………………… viii
第一章 緒論……………………………………… 1
1.1前言……………………………………… 1
1.2懸吊系統分類和性能…………………… 2
1.3研究動機及目標………………………… 6
1.4文獻探討………………………………… 7
第二章 控制理論與穩定性法則………………… 11
2.1 順滑模態控制理論……………………… 11
2.2 模糊理論與控制………………………… 18
2.2.1 模糊集合與運算………………… 18
2.2.2 模糊系統架構…………………… 21
2.3 PID控制理論…………………………… 24
2.3.1 PID控制調整法………………… 25
第三章 主動式懸吊系統建模與控制法則……… 27
3.1主動式懸吊系統數學模型……………… 27
3.2 順滑模態控制設計……………………… 33
3.3 模糊控制器設計………………………… 38
3.3.1系統模糊化……………………… 38
3.3.2 模糊規則庫與推論引擎………… 40
3.3.3 系統去模糊化…………………… 41
3.4 PID控制器設計………………………… 43
第四章 參數設定及模擬結果…………………… 46
4.1 參數設定………………………………… 46
4.2 模擬結果………………………………… 49
第五章 結論與未來展望………………………… 66
5.1 結論……………………………………… 66
5.2 未來展望………………………………… 66
參考文獻………………………………………… 68












圖目錄

圖1.1 被動式懸吊系統…………………………… 3
圖1.2 半主動式懸吊系統………………………… 4
圖1.3 主動式懸吊系統…………………………… 5
圖1.4 ISO 2631-1(1985) 全身振動暴露極限…… 10
圖2-1 切換函數 ………………………
13
圖2-2迫近模態與順滑模態……………………… 14
圖2-3 順滑面上軌跡切換情況………………… 15
圖2-4 順滑條件示意圖………………………… 16
圖2-5 歸屬函數示意圖………………………… 19
圖2-6 模糊系統基本架構……………………… 23
圖2-7 輸出之歸屬函數………………………… 24
圖2-8 PID控制器迴路圖………………………… 25
圖3-1半車主動式懸吊系統模型架構…………… 29
圖3-2 順滑模態控制系統迴路圖……………… 38
圖3-3車體垂直位移及速度之歸屬函數………… 39
圖3-4車體平衡角位移及角速度之歸屬函數…… 40
圖3-5 車體垂直補償力之歸屬函數…………… 42
圖3-6 車體平衡補償力之歸屬函數…………… 43
圖3-7模糊控制系統迴路圖……………………… 43
圖3-8 PID系統回路圖…………………………… 44
圖4-1路面之起伏………………………………… 48
圖4-2 各部位干擾項…………………………… 49
圖4-3 車體垂直位移…………………………… 51
圖4-4 車體垂直速度…………………………… 52
圖4-5 車體垂直加速度………………………… 53
圖4-6 車體平衡角位移………………………… 54
圖4-7 車體平衡角速度………………………… 55
圖4-8 車體平衡角加速度……………………… 56
圖4-9 前輪非承載質量位移…………………… 57
圖4-10 前輪非承載質量速度…………………… 58
圖4-11 前輪非承載質量加速度………………… 59
圖4-12 後輪非承載質量位移…………………… 60
圖4-13 後輪非承載質量速度…………………… 61
圖4-14 後輪非承載質量加速度………………… 62
圖4-15補償之外力 ……………………………
63
圖4-16補償之外力 ……………………………
64
圖4-17順滑變數S之收斂狀況…………………… 65











表目錄

表2-1 臨界靈敏度調整法之調整準則………… 26
表3-1垂直力模糊規則庫………………………… 41
表3-2平衡力模糊規則庫………………………… 41
表3-3 PID調節參數……………………………… 45
表4-1 車體參數設定…………………………… 47

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