[發明專利]主動懸架支持向量機廣義逆復合控制器及其構造方法

有效

• 申請號: 201310335748.2
• 申請日: 2013-08-05
• 公開（公告）號: CN103407341A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 汪若塵;孟祥鵬;施德華;陳龍
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60G17/015
• 分類號: B60G17/015
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

1.主動懸架支持向量機廣義逆復合控制器，其特征在于：包括懸架系統、傳感器、最優控制器、推力控制器、兩個積分器、支持向量機、擴展的電路逆變器、直線電機、內部慣性力檢測模塊；

所述傳感器安裝在懸架系統上，用于在線提取懸架振動過程中的振動信號并發送至最優控制器，最優控制器的輸入端與傳感器相連，輸出端與線性閉環控制器的輸入端相連，線性閉環控制器的輸出端分別直接、通過一個積分器、通過兩個積分器和支持向量機的輸入端相連，擴展的電路逆變器的輸入端與支持向量機的輸出端相連，輸出端與直線電機的輸入端相連，直線電機的輸出端分別連接至內部慣性力檢測模塊和懸架系統，內部慣性力檢測模塊的輸出端連接至支持向量機；

所述推力控制器構成線性閉環控制器，所述兩個積分器和支持向量機共同構成支持向量機逆，所述擴展的電路逆變器和直線電機共同構成復合被控對象，所述復合被控對象、懸架系統、傳感器共同構成主動懸架系統，所述線性閉環控制器、支持向量機逆、復合被控對象、內部慣性力檢測模塊共同構成支持向量機逆復合控制器，所述支持向量機逆和主動懸架系統共同構成偽線性系統；

所述最優控制器的輸入為懸架振動信號，所述線性閉環控制器的輸入為最優控制力????????????????????????????????????????????????，所述支持向量機逆的輸入為推力的二階導數，所述復合被控對象的輸入為直線電機在d、q軸下的電流i_d、i_q，所述懸架系統的輸入為推力。

2.根據權利要求1所述的主動懸架支持向量機廣義逆復合控制器，其特征在于：所述擴展的電路逆變器由Park逆變換、Clark逆變換、電流逆變器依次串聯構成。

3.根據權利要求1或2所述的主動懸架支持向量機廣義逆復合控制器，其特征在于：所述懸架振動信號包括懸掛質量垂直振動加速度、懸架動行程和輪胎變形量。

4.?根據權利要求1或2所述的主動懸架支持向量機廣義逆復合控制器，其特征在于：所述支持向量機采用高斯核函數作為內積核函數。

5.主動懸架支持向量機廣義逆復合控制器的構造方法，具體包括如下步驟：

（1）組成直線電機式主動懸架系統：將復合被控對象、傳感器和懸架系統共同作為一個整體組成直線電機式主動懸架系統，該復合被控對象以直線電機在d,?q軸下的電流i_d,?i_q為輸入，直線電機的電磁推力F為輸出；

（2）作整個主動懸架系統的等效：等效為兩輸入單輸出的非線性系統，主動懸架系統的輸入變量為直線電機在d,?q軸下的電流，輸出變量為直線電機的實際電磁推力F；

（3）設計最優控制器：安裝在懸架上的傳感器采集懸掛質量垂直振動加速度、懸架動行程、輪胎變形量這三個量，最優控制器綜合車輛平順性和操縱穩定性的評價指標以及控制能量消耗量u的大小這兩個因素，取綜合性能指標函數：

式中：q₁、q₂、q₃和r為加權系數，其大小代表了各個性能指標在綜合性能函數中的權重；越小，車輛平順性越好；和，它們越小，操穩性越好；

（4）構造支持向量機逆：采用支持向量機加兩個積分器構造支持向量機逆，支持向量機采用的內積核函數為高斯核函數，支持向量機的向量系數和閥值將在下一步的離線學習中確定；支持向量機的第一個輸入為支持向量機逆的第一個輸入，其經第一個積分環節為支持向量機的第二個輸入，所述第二個輸入再經第二個積分環節為支持向量機的第三個輸入，支持向量機的第四個輸入為內部慣性力檢測模塊的反饋，支持向量機的輸出即為支持向量機逆的輸出；

（5）確定支持向量機的各個向量系數和閥值：選擇推力給定信號最為學習激勵信號，將選定的階躍激勵信號加到直線電機式主動懸架系統的輸入端，采集d,?q軸下電流信號和實際推力信號，對得到的實際推力F進行離線求一階導數以及二階導數，從而構成支持向量機逆的訓練樣本用構成的訓練樣本集對支持向量機進行訓練，確定支持向量機的各個權系數；

（6）形成偽線性系統：將離線訓練好的支持向量機配上兩個積分構成的支持向量機逆，與直線電機式主動懸架系統串接復合，形成推力二階的偽線性子系統；

（7）作出線性閉環控制器：對得到的推力二階偽線性子系統進行閉環控制器設計，依據線性系統的設計方法對偽線性系統分別作出推力控制器，閉環控制器采用的設計方法包括線性系統理論中的比例積分微分PID、極點配置、二次型指標最優設計方法；

（8）形成支持向量機逆復合控制器：最終形成的支持向量機逆復合控制器包括支持向量機逆與線性閉環控制器兩部分，根據不同控制要求采用不同的硬件或軟件實現。