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模糊逻辑控制在半主动悬架系统设计的应用

1 引言
最近，模糊逻辑控制已经在一些汽车的车辆子系统中被成功地应用，包括发动机怠速系统，自动变速箱，巡航控制器等等。他们在主动和半主动悬架技术中有着越来越广泛的实际应用。模糊逻辑使基于规则的启发式技术从普遍应用于非连续可变阻尼系统扩展到连续可变阻尼情形，而其基于规则的范围并没发生很大的变化。这些技术特别适用于处理悬架因素的非线性行为，比如，持续可调的减震器。模糊控制方法已经用在基于驾驶员行动和车辆动力学的悬架设计中。
在最近几年中，IKERLAN已经在许多区域中应用模糊逻辑：家用电器( 微波炉，洗衣机等。)，机器人技术(自动机器人向导，位置控制)和工业控制(气候上的控制器，多地域温度调整器)，在汽车领域中，IKERLAN 一直在研究半主动悬架，而且已经发展和提高了一些基于驾驶员和车辆动力学这两个行动的原型。在基于模糊逻辑的不同设计的控制器和复杂的智能系统之间有一个重要的地方。组成悬架系统的一个基本的元素（执行器）即持续可调整的缓冲器是由Quinton Hazell公司开发的。这样就可以设计出高性能的悬架系统。
在说明整个的系统组成之后，这篇文章首先描述了模糊逻辑对以驾驶员行动为基础的半主动悬架系统的发展的应用情况。该系统被发展且首度应用于Renault R-11和一辆Land Rover Discovery。并且最近在一辆SEAT-VW Cordoba GTI 车辆中应用和测试中得到改进。从结果上分析，它的性能与其他的以车辆动力学为基础的、更加昂贵的复杂系统有相似的结果，但系统比较简单。控制结构和基本模糊控制规则在文章中得到详细描述。
然后，这篇文章探求了模糊逻辑对以车辆动力学为基础的半主动悬架设计的应用。作为一个基础，考虑了经典天棚运算法则的推论，但是尝试了用更少的传感器来获得相似的结果的设计方法。这些系统的缺点之一就是减小弹簧最大加速度，这种设计只在模拟方面使用。
智能控制器的第一个类型所表现的实验结果与在一些流行的商业车辆中被实现的其他传统的控制策略的表现结果相比较。这个以车辆动力学为基础的系统模拟的结果表现及更为良好。
2系统的描述
2.1系统组成
一般地，电子悬架系统由下列基本元素组成:四个持续可调的减震器，一个电子控制单元和必需的传感器。感应系统依赖于所应用的控制策略，而且以驾驶员行动为基础的运算法则要比以车辆动力学为基础的更难。
2.2持续可调减震器
持续可调减震器是悬架系统的主要组成部分，它在很大程度上决定了半主动悬架系统的性能。阻尼的最硬和最软位置的距离必须尽可能的大，反应时间应尽可能的小。Quinton Hazel1可调减震器整合一个电阀，依靠其中电流，油液在减震器的压缩腔以及与之相对的腔之间流动。以此来调节和控制其阻尼力。使得阻尼力在伸张和压缩中可连续变化。