[發明專利]一種車輛半主動懸架系統智能粒子群模糊混合控制方法

無效

• 申請號: 201110342142.2
• 申請日: 2011-11-02
• 公開（公告）號: CN102501737A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 嚴天一;王玉林;張魯鄒;張付凱
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: B60G17/016
• 分類號: B60G17/016;G06N3/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 張世功

技術領域：

本發明屬于汽車底盤控制技術領域，涉及一種車輛半主動懸架系統控制方法，尤其是一種可兼顧平順性和道路友好性的車輛半主動懸架系統智能粒子群模糊混合控制方法。

背景技術：

懸架系統是汽車底盤的主要結構組成部分，懸架系統是指連接車身和車輪之間全部零部件的總稱，其作用是傳遞車輪和車架之間的作用力和力矩，并且緩和由不平路面傳給車架或車身的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統的振動，以保證汽車的行駛性能。傳統的被動懸架系統不能使汽車懸架的剛度、減振器的阻尼力大小隨著汽車行駛速度、路面狀況等行駛條件的變化而自動調節，難以達到車輛平順性、道路友好性等的綜合提高；車輛半主動懸架系統是指懸架彈性元件剛度和減振器阻尼力之一或兩者均可根據需要進行自動調節的新型懸架系統。目前，依賴于模型的各種控制方法，如：最優控制方法，因所需測量的狀態參數繁多，顯著增加了車輛半主動懸架控制系統的軟硬件成本，導致上述控制方法的應用受到限制，但推動了模糊控制等智能控制方法在半主動懸架系統中的應用。傳統的模糊混合控制方法由于采用均勻分布的隸屬度函數，無法優化輸入與輸出模糊變量的各個隸屬度函數，難以實現半主動懸架系統的最佳控制效果。可兼顧平順性和道路友好性的智能粒子群模糊混合控制方法是一種新型模糊混合控制方法，該方法利用智能群體理論——粒子群優化方法，按照預先設定的適應度函數，對由各個輸入及輸出模糊變量的隸屬度函數的位形參數構成的粒子群進行深度優化，并通過實時調整阻尼力分配系數，達到合理分配混合控制內核中的天棚阻尼力成分和地棚阻尼力成分的目的，實現可兼顧平順性和道路友好性的車輛垂向動力學特性。總而言之，現有的車輛半主動懸架系統控制方法，絕大多數依賴于復雜被控對象的動力學模型，通常難以同時兼顧平順性和道路友好性，特別是模糊控制的輸入及輸出模糊變量的隸屬度函數通常靠技術人員經驗設定，無法實現優化控制。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有控制方法存在的缺點，針對車輛半主動懸架系統的傳統模糊混合控制方法中存在的技術問題，尋求提出并設計一種可利用粒子群優化方法對輸入、輸出模糊變量隸屬度函數分別進行系統優化，實現兼顧車輛平順性和道路友好性的智能粒子群模糊混合控制方法。

為了實現上述目的，本發明涉及的兼顧車輛平順性和道路友好性的智能粒子群模糊混合控制方法包括以下步驟：

(1)先利用四對加速度傳感器及其濾波積分模塊，分別采集半主動懸架系統車輛的左前、左后、右前、右后處簧載質量的垂向振動速度、非簧載質量的垂向振動速度，生成智能粒子群模糊混合控制器的輸入信號；

(2)利用模糊控制對步驟(1)中所述的各個簧載質量垂向振動速度和非簧載質量垂向振動速度輸入信號進行模糊化處理，形成輸入模糊變量，然后將各個輸入模糊信號傳送至模糊控制器；

(3)建立車輛半主動懸架系統智能粒子群模糊混合控制器的模糊控制規則庫；利用(1)中所述的各簧載質量的垂向振動速度、非簧載質量的垂向振動速度輸入模糊變量的隸屬度函數的位形參數，并結合輸出模糊變量——阻尼力分配系數的各個隸屬度函數的位形參數以形成初始粒子群，為利用智能群體理論——粒子群優化方法對上述粒子群實施優化做準備；

(4)設定可同時兼顧平順性和道路友好性的智能粒子群模糊混合控制的適應度函數，計算每個粒子的適應度值，同時分析得出個體粒子歷史最優值p_best[]和全局歷史最優值g_best[]；

F＝std(a_u)×(std(a_s))^ψ

上式中，F為適應度值；std()為標準差函數；a_u為非簧載質量振動加速度；a_s為簧載質量振動加速度；ψ為量綱調整系數；

(5)利用下述速度、位置更新方程對步驟(3)中所述初始粒子的速度、位置進行更新，以實現對輸入及輸出模糊變量的隸屬度函數的位形參數的深度優化，并賦予車輛半主動懸架系統可兼顧車輛平順性和道路友好性的垂向動力學特性；

v[]＝w×v[]+c1×rand1()(p_best[]-present[])+c2×rand2()(g_best[]-present[])

present[]＝present[]+v[]