基于Freescale单片机的电子控制空气悬架模糊PID控制

3 仿真分析

利用MATLAB[4]软件对控制算法进行了仿真，整个系统的采样时间为0.01s。路面激励的时域数学模型可以用来描述，其中q(t)为路面激励，a为某一常数，根据路面等级选取，v为车速，w(t)为白噪声。选用B级和C级路面对悬架系统仿真，车速均为50km/h。在MATLAB/SIMULINK中仿真得到路面的激励[6]，如图８、图9所示。

图10、图11分别为B级和C级路面50km/h车速条件下，被动悬架、PID控制和模糊PID控制悬架垂直加速度的对比。可以看出，模糊PID控制悬架与PID控制悬架和被动悬架相比，能有效降低车身垂直加速度。表2和表3为B级和C级路面激励下的悬架性能对比。从表中可以看出，模糊PID控制悬架的各项性能均优于普通PID控制悬架和被动悬架，在B级和C级路面情况下，垂直加速度均方根值分别降低23.4%和17.3%，动行程分别降低1.9%和0.5%，车轮相对动载荷分别降低10%和7.9%，其改善量总体优于普通PID控制的改善量。

本文针对YBL6891H型客车，介绍了空气悬架电子控制单元的电路结构，并用MULTISIM 10对高度传感器检测电路进行了仿真。采用模糊PID控制算法对空气悬架进行控制，并对1/4悬架模型进行了仿真，结果说明，该算法能有效地降低车身垂直加速度，改善了车辆的行驶平顺性和操纵稳定性，在B级和C级路面上，模糊PID控制悬架的加速度均方根比被动悬架分别降低了23.4%和17.3%，动行程和车轮相对动载荷均方根也有所改善。实践证明，该电子控制悬架系统能满足系统的整体要求，达到良好的控制效果。对车身的侧倾角和俯仰角的控制是下一步要做的工作。