[發明專利]磁流變智能車輛懸架混合半主動變結構控制方法

無效

• 申請號: 201010144138.0
• 申請日: 2010-04-12
• 公開（公告）號: CN102004443A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 王恩榮;宋慧;顏偉;劉太明;應亮;趙陽
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 程化銘

1.一種磁流變智能車輛懸架混合半主動變結構控制方法，其步驟是：

第一步：建立改進型天棚參考模型

采用1自由度改進型天棚懸架系統作為參考模型，其動力學方程為

ms0x0+c0(x·s0-x·u)+csx·s0+ks(xs0-xu)=0---(1)]]>

其中，m_s0為理想簧載質量，其單位為千克(kg)；x_s0為理想簧載質量垂直位移，其單位為米(m)；x_u為底盤垂直運動位移，其單位為米(m)；c_s為天棚阻尼系數1，其單位為牛頓秒/米(Ns/m)；c₀為天棚阻尼系數2，其單位為牛頓秒/米(Ns/m)；k_s為懸架彈簧剛度牛頓/米(N/m)；

第二步：采用漸近穩定的滑模控制方法，計算MRD控制阻尼力F_c：

F_c＝F_d0-Ksgn(s)????(6)

其中，F_d0是理想阻尼力，K是變結構控制增益，sgn()是符號函數；

理想阻尼力F_d0為

Fd0=-ks(xs-xu)-ms0x··s0+ms0λe·s;---(11)]]>

其中，β為正常數，e_s為e_s(t)的簡寫，e_s(t)＝x_s(t)-x_s0(t)，x_s是x_s(t)的簡寫，表示車廂垂直運動位移，其單位為米(m)，x_s0是x_s0(t)的簡寫，表示理想簧載質量垂直位移；

變結構控制增益K為

其中，是正常數，表示滑模條件增益；

第三步：建立MRD逆模型將計算得到的MRD控制阻尼力F_c轉換成理想控制電流i_c，并以逆模控制方式來有效消除MRD的滯環非線性特性：

MRD逆模型為：

ic=fd-1(Fc,vr)=-I0-1a2ln([k2-Fc/Fh+1]e-a2I0-Fc/Fh+1[Fc/Fh-1](1+e-a2I0)+k2)FcFh>00FcFh≤0;0≤ic≤Im---(15)]]>

其中，i_c為MRD控制電流，I_m為MRD控制電流最大值，F_c為MRD控制阻尼力，Fh(vr)=F0(1+ea1vm)1-e-α(vr+vh)1+e-α(vr+vh)(1+kv|vr|),]]>kv=k1e-a4vm,]]>vm=(x·r)2-x··rxr,]]>α=a01+k0vm,]]>x_r為MRD阻尼相對位移，V_r為MRD阻尼相對速度，Δx_s為車廂垂直運動位移的變化量，F₀、a₀、a₁、a₂、a₄、k₀、k₂為正常數，I₀、k₄為常數；

第四步：應用對稱阻尼型MRD產生不對稱阻尼特性(ADFG)的基本控制策略和連續調制(CM)函數對i_c進行調制，生成使得對稱阻尼型MRD產生壓縮與延伸不對稱阻尼特性的控制電流i_d，并有效地抑制由半主動控制方式帶來的電流“開-關”工作的不連續性，從而實現MRD控制阻尼力F_c對其理想阻尼力F_d0的實時跟蹤控制：

i_d＝k_dM_p(p，ξ，v_r)M_c(p_c，ξ_c，z_c)i_c????0≤i_d≤i_H????(16)

其中，Mp(p,ξ,vr)=1+p2+2π[p(vr>0)∪(vr≤0)-1+p2]|tan-1(ξvrvm)|,]]>

Mc(pc,ξc,zc)=1+pc2+2π[pc(zc≥0)∪(zc<0)-1+pc2]|tan-1(ξzc)|,]]>

M_p，M_c分別為不對稱阻尼特性(ADFG)基本控制策略和連續調制(CM)函數算子，z_c＝F_hF_c為半主動控制的邏輯條件，p為電流的對稱與不對稱控制模式選擇參數，p_c為不對稱因子，ξ、ξ_c均為平滑因子。