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基于NSGA_2与LMI的主动悬架混合H_2H_∞鲁棒控制
一、引言
主动悬架控制系统作为汽车稳定性控制和减震系统的重要组成部分，已经得到了广泛研究。其中，混合控制是一种通过综合多种控制策略来提高系统性能的方法。本文将介绍一种基于NSGA_2与LMI的主动悬架混合H_2H_∞鲁棒控制方法，该方法的目的是通过在控制系统中融合多种控制算法来提高悬架系统的性能稳定性。
二、主动悬架的控制方法
主动悬架控制方法主要包括基于经典控制理论和基于现代控制理论的两种方法。基于经典控制理论的方法主要包括PID控制器和模糊控制器。基于现代控制理论的方法主要包括H_2控制器、H_∞控制器、鲁棒控制器等。
在这些控制方法中，基于经典控制理论的方法简单易用，但它们不适用于复杂的非线性系统和不确定性系统。而基于现代控制理论的方法适用于这些系统，可以提高系统的稳定性和性能。因此，本文采用基于现代控制理论的方法来设计主动悬架控制器。
三、混合控制方法
混合控制是一种通过组合多种控制算法来提高系统性能的控制方法。混合控制方法可以结合不同的控制策略，以适应不同的工况需求，从而在不同的控制模型中获得最佳的性能。混合控制方法主要分为两种：串联混合控制和并联混合控制。其中，并联混合控制通常与多目标优化问题相关。
四、NSGA-II优化方法
NSGA-2是一种多目标优化算法，它基于非支配排序，以及两种进化操作(模拟二进制交叉和多项式变异)。NSGA-2通过使用快速非支配排序来为优选解的生成提供各种工具，同时有一个局部拥挤距离计算。该算法被广泛应用于多目标优化问题。
五、LMI技术
LMI技术是现代控制理论中常用的方法，可用于稳定性分析和控制系统设计。LMI技术可用于线性矩阵不等式(LMI)的描述和求解，以从控制器设计问题中提取结构信息。
六、主动悬架控制器设计
本文提出的主动悬架混合H_2H_∞鲁棒控制器包括两个部分：串联混合H_2/H_∞控制器和NSGA-II优化分配控制器。
在串联混合H_2/H_∞控制器部分，H_2控制器用于优化频域性能，H_∞控制器用于优化相对于不确定性的鲁棒性能。然后，将这两个控制器串联成H_2/H_∞控制器。同时，通过LMI技术对控制器进行稳定性分析，并且量化了不同控制器的性能权重。
在NSGA-II优化分配控制器部分，将NSGA-II算法用于鲁棒性能的最优化。将H_2控制器和H_∞控制器组合成数据矩阵，并使用NSGA-II算法进行权重矩阵的优化。通过NSGA-II算法的多目标优化，可以确定控制器的最优权重，并且找到具有最优性能的控制器。
七、实验结果
为验证本文提出的混合控制方法的有效性，进行了主动悬架控制器的仿真实验，所使用的车辆模型为2003年C-Class悬架系统。实验结果显示，本文提出的混合控制方法可以显著提高系统的稳定性和性能。具有良好的鲁棒性能和频谱响应性能。
八、结论
本文提出了一种基于NSGA_2和LMI的主动悬架混合H_2H_∞鲁棒控制方法，该方法结合多种控制策略来提高悬架系统的性能稳定性。通过仿真实验，得到了良好的实验结果。本文的研究成果为车辆提供了一种有效的控制策略，以提高行驶舒适性和安全性。