基于MATLAB/Simulink的LQG控制车辆主动悬架系统仿真分析

资 源 简 介

本项目在MATLAB/Simulink中构建车辆主动悬架动力学模型，采用LQG最优控制策略设计控制器。通过模拟不同路面激励，分析系统动态响应与性能对比，为主动悬架优化提供仿真依据。

详 情 说 明

车辆主动悬架系统 LQG 控制仿真与性能分析

项目介绍

本项目在 MATLAB/Simulink 环境中构建了车辆主动悬架系统的动力学仿真平台。采用线性二次高斯（LQG）最优控制方法设计主动悬架控制器，通过建立七自由度整车动力学模型，模拟车辆在不同路面激励下的动态响应。项目重点对比分析了 LQG 主动悬架与传统被动悬架的性能差异，从时域响应、频域特性和多项性能指标等方面进行定量评估，为主动悬架系统的设计与优化提供理论依据和仿真工具。

功能特性

• 七自由度整车建模：完整考虑车身垂直、俯仰、侧倾运动及四个车轮的垂直振动
• LQG 最优控制器设计：集成状态估计器（卡尔曼滤波器）与最优状态反馈控制器
• 多场景路面激励：基于白噪声生成不同等级的路面不平度输入信号
• 综合性能评估：从平顺性、操纵稳定性和悬架行程等多角度进行对比分析
• 可视化分析输出：自动生成时域响应曲线、频域特性图和性能指标对比表

使用方法

1. 参数配置：在相应参数文件中设置车辆物理参数、控制器权重矩阵和仿真参数
2. 模型运行：执行主程序启动仿真，系统将自动运行主动悬架与被动悬架的对比仿真
3. 结果分析：查看自动生成的对比图表和性能评估报告，分析主动悬架的改善效果
4. 参数优化：调整 LQG 控制器参数，重新仿真以优化系统性能

系统要求

• MATLAB R2018b 或更高版本
• Simulink 基础模块库
• Control System Toolbox（控制系统工具箱）
• Signal Processing Toolbox（信号处理工具箱，用于频域分析）

文件说明

主程序文件完成了整个仿真项目的核心流程控制，包括系统参数初始化、路面激励信号生成、Simulink 模型调用、数据后处理以及结果可视化。它协调实现了被动悬架与主动悬架两种模式的对比仿真，计算关键性能指标，并自动生成包含时域响应、频域分析和量化对比结果的综合性能评估报告。