PID控制方法简介自20世纪40年代初提出PID控制方法以来，该控制方法已发展的相对比较完善。均较难建立比较精确的数学模型，所以在系统的分析和设计过程中，相应控制器的设计参数必须留有较大的余地，而控制器参数的*终确定，也必须依靠设计人员在现场根据自己的经验进行整定，这样，PID控制器就因其结构设定灵活、参数整定方便等优点在工程实际中得到广泛的应用。

　　PID控制器的数学描述PID控制器是由比例项、微分项、积分项3部分组成，其连续型表达式如下：P（t）=kpe（t）+1tI∫e（t）dt+tDde（t）dt.式中：P（t）为控制器的输出；kp为控制器的比例系数；e（t）为控制器的输入信号，一般为测量值与输入值之差；tI为控制器的积分时间；tD为控制器的微分时间。

　　用计算机进行PID控制时，因计算机仅能处理离散信号，故而必须把PID控制算法变换成计算机可以实现的离散形式，其离散化后的差分形式如下：P（n）=kpe（n）+TtI∑nj=0e（j）+tDT.（6）式中：T为采样周期；e（n）为第n次的采样偏差值；e（n-1）为第（n-1）次的采样偏差值；n为采样序号，n=0，1，2，3，…。

　　数字仿真由于人体对4～8Hz的震动*敏感，而液压缸的频宽也一般在20Hz以下，同时车辆本身对频率高于20Hz的震动也起很大的衰减作用，故本文旨在对频率低于20Hz的震动信号达到良好的控制；又当频率升高时，液压缸及车身会产生相位滞后，影响控制效果，故而本文在控制通道增加了移相环节，以补偿因频率升高而引起的相位滞后。从仿真结果看，其结果优于不加该环节。本文采用Matlab5.2+Simulink对系统进行仿真，系统中采用物理参数定义及数值分别为：簧下质量m1=40kg，簧上质量m2=250kg，悬架阻力系数c=1650kg/s，轮胎刚度k1=160kN/m，悬架刚度k2=160kN/m，伺服放大器与伺服阀增益Kas=3.33×10-2m/A（假定为电流输入），液压缸总泄漏系数Ctp=0.01（或可忽略），流量增益Kq=2.072m2/s，液压缸有效表面积Ap=6.75241cm2，总压缩容积Vt=10cm3，流量压力系数Kc=3.5×10-11m3/（sPa），系统的有效体积弹性系数Be=700MPa，活塞和负载的粘性阻力系数Bp=0.3kg/s.在仿真过程中，因加速度计和电荷放大器均可用比例环节代替，故将其等效到PID控制器的比例环节中。

　　仿真结果中，a，b，c分别代表不加控制器，仅加PID器，同时加移相器3种情况时的输出曲线。仿真结果分析从整体效果看，加控制器的控制效果均比不加控制器的效果好的多。仅在10Hz处，加PID要比不加效果稍差，但同时再加移相器后结果会比不加控制稍好，这一点与Dkarnopp在文献<1>中证明的结果相近。文中指出，对于采用线性轮胎（不考虑阻尼）的两自由度模型，无论作用在簧上、簧下质量之间的主动力如何变化，在轮胎的共振频率处，车身加速度对路面输入传函的幅值不变，也即簧上部分的位移变化趋势基本相同，故而，仿真结果可信。

　　结论通过以上分析可以看出，本文采用的控制方法能有效改善汽车的乘坐舒适性及操纵稳定性，同时又因PID控制算法的简单易实现性，如能用于实际系统，必能取得较好的效果。