采用免疫算法优化设计汽车主动悬架的模糊控制器第l8卷第9期2006年9月系统仿真@JournalofSystemSimulationSept.,2006采用免疫算法优化设计汽车主动悬架的模糊控制器宋晓琳,于德介,殷智宏(湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南长沙410082)摘要:基于免疫算法,提出了一种模糊控制器的优化设计方法,优化模糊控制器的论域和模糊子集的隶属函数参数,并将其用于1/4汽车主动悬架的模糊控制器的设计中.仿真结果表明:使用该方法优化设计的模糊控制器控制汽车的主动悬架系统,汽车的平顺性和操纵稳定性均有明显改善.关键词:免疫算法;模糊控制器;主动悬架;仿真:U461.1文献标识码:A:1004—731X(2006)09-2634—04OptimizationofFuzzyControllerforAutomobileActive-suspensionwithImmuneAlgorithmSONGXiao—lin,YUDejie,YINZhi—hong(StateKeyLaboratoryofAdvancedDesignandManufactureforVehicleBody,HunanUniversity,Changsha410082,China)Abstract:Basedonimmunealgorithm,anoptimaldesignmethodoffuzzycontrollerwasproposedtooptimizetheuniversesofdiscourseandtheparametersofmembershipfunctions.Thecontrollerwasusedtocontrolaquarter-carsuspension.Simulationresultsshowthatthecontrollerdesignedbyimmune—basedalgorithmcaneffectivelyimprovetheridecomfortandmaneuverability.Keywords:immunealgorithm;fuzzycontroller;activesuspension;simulation引言一辆汽车的悬架系统应该能缓和路面冲击即降低车身的垂直加速度,提高汽车的乘坐舒适性;提供合适的悬架变形以保持车轮具有良好的接地性;减少车轮动载,从而保证汽车的安全性[1】.传统的被动悬架只能根据技术要求和某一使用条件优化设计悬架系统,即是在某种条件下的最优.一来涌现出了许多汽车主动悬架的控制方法,其中基于模糊,神经网络,遗传等理论的智能控制已经成为研究热点.由于模糊控制具有不需要精确数学模型,善于处理模糊性和不确定性的特点,它适合非线性较强,时滞较大强干扰制器(FLC)的设计主要包括指导决策过程的推理规则(Rules)和各语言变量的隶属度函数(membershipfunction).影响FLC性能的因素很多,如:规则的完整性,模糊子集的定义,隶属度函数的确定,模糊推理机制等等.这些都依赖专家的经验,在很多情况下,专家经验是不完备的,并不总是有效的,有时是相互矛盾,甚至根本没有专家的经验可以利用,从而导致模糊控制器难以设计.因此,许多专家致力于模糊控制器自动设计的研究,基于优化思想如作者简介一束晓1Nt(1965.),女,湖南常德人,博士生,副教授,研究方向为汽车性能动态仿真与控制;于鲁介(1957.),湖南常德人,博士,教授,究方向为汽车性能动态仿真与控制.用神经网络】,遗传算法等方法设计模糊控制器的文献最优;遗传算法虽然具有全局搜索能力,但局部搜索能力不是很有效,且在处理复杂,混淆和多任务问题时不够灵活,进化后期收敛速度缓慢[1】等缺点,优化效果欠佳,从而影响能,它具有对抗原的多样性识别能力;具有自我调节功能,能根据抗体间的亲和度调节抗体浓度,避免陷入局部最优解:免疫系统的记忆功能等特点[1.因此,本文利用免疫算法的以上优点,优化设计模糊控制器.目前,FLC的优化对象为控制器参数,模糊规则表和模糊子集隶属函数的参数,其中控制器参数指各输入和输出变量的论域.其优化设计常采用多阶段的学习方法,如:①模糊规则不变,学习模糊子集的隶属函数:②模糊子集的隶属函数不变,学习模糊规则:③分步学习模糊规则和模糊子集的隶属函数(首先,模糊子集的隶属函数不变,学习得到好的模糊规则,然后模糊规则不变,精调模糊子集的隶属函数);④同步学习模糊规则和模糊子集的隶属函数[12,13]等等.由于输入和输出变量的论域对被控系统的控制效果也有着明显的影响,因此,针对Mamdani型模糊系统,提出在模糊规则确定的情况下,学习论域和模糊子集的隶属函数,用于模糊控制器的有效性,本文利用Matlab的SimulinkSE具箱,建立汽车主动悬架的仿真模型,并与用模糊控制工具箱手工?2634?第18卷第9期2006年9月宋晓琳,等:采用免疫算法优化设计汽车主动悬架的模糊控制器Sept.,2006验证,采用免疫算法优化设计的汽车主动悬架系统模糊控制器,方法可行,...