[發(fā)明專利]一種主動(dòng)懸架和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向集成系統(tǒng)的解耦控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410245197.5
• 申請(qǐng)日: 2014-06-04
• 公開（公告）號(hào): CN104076687A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳龍;孫曉東;黃晨;江浩斌;汪少華;殷春芳;李可
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04;B60W30/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛工程設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，特指一種基于最小二乘支持向量機(jī)逆的主動(dòng)懸架和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向集成系統(tǒng)的解耦控制方法，適用于基于垂向和橫向運(yùn)動(dòng)的汽車整車非線性系統(tǒng)的輸入輸出解耦控制。?

背景技術(shù)

目前，全球各大汽車公司、高校及研究機(jī)構(gòu)對(duì)汽車各個(gè)電控子系統(tǒng)的控制研究已日趨成熟，諸如電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制、安全防抱死制動(dòng)裝置、主動(dòng)懸架控制、車內(nèi)環(huán)境控制以及自動(dòng)變速器控制等。通過研究可以看出，不同子系統(tǒng)控制技術(shù)的運(yùn)用明顯改善了汽車某方面的性能指標(biāo)，大大改善了人與汽車系統(tǒng)之間的關(guān)系。?

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般利用無刷直流電機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)向進(jìn)行助力，從而提高了車輛的轉(zhuǎn)向輕便性以及操縱穩(wěn)定性。主動(dòng)懸架系統(tǒng)根據(jù)外界環(huán)境的變化情況，自適應(yīng)地不斷調(diào)整懸架剛度與阻尼系數(shù)，從而有效改善了車輛的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性。對(duì)于同時(shí)安裝主動(dòng)懸架系統(tǒng)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)這兩大系統(tǒng)的車輛而言，其整車動(dòng)力學(xué)特性得到了較大的提升，然而兩者又不僅僅是簡(jiǎn)單的疊加。對(duì)汽車這一整體而言，主動(dòng)懸架系統(tǒng)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)之間必然會(huì)相互干擾、相互影響，因此，十分有必要對(duì)主動(dòng)懸架和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向集成系統(tǒng)進(jìn)行解耦控制，使兩者之間互不影響，以達(dá)到綜合性能最優(yōu)的控制目的。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種有效改善了車輛的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性的基于最小二乘支持向量機(jī)逆控制器的汽車主動(dòng)懸架和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向集成系統(tǒng)的解耦控制方法，實(shí)現(xiàn)汽車質(zhì)心偏置角、垂直加速度、側(cè)傾角、懸架動(dòng)擾度與橫擺角速度之間的解耦控制。?

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：?

一種主動(dòng)懸架和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向集成系統(tǒng)的解耦控制方法，包括如下步驟：?

1)將主動(dòng)懸架系統(tǒng)與電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為一個(gè)整體組成基于垂向和橫向運(yùn)動(dòng)的整車非線性系統(tǒng)；?

2)確定基于垂向和橫向運(yùn)動(dòng)的整車非線性系統(tǒng)的逆系統(tǒng)的輸入變量和輸出變量；?

3)采用優(yōu)化后的最小二乘支持向量機(jī)加5個(gè)積分器構(gòu)成最小二乘支持向量機(jī)逆；?

4)將最小二乘支持向量機(jī)逆置于基于垂向和橫向運(yùn)動(dòng)的整車非線性系統(tǒng)之前，最小二乘支持向量機(jī)逆與基于垂向和橫向運(yùn)動(dòng)的整車非線性系統(tǒng)串聯(lián)復(fù)合成偽線性系統(tǒng)；?

5)對(duì)得到的5個(gè)所述一階偽線性子系統(tǒng)設(shè)計(jì)5個(gè)模糊自適應(yīng)控制器，將最小二乘支持向量機(jī)逆與模糊自適應(yīng)閉環(huán)控制器共同組成最小二乘支持向量機(jī)逆控制器。?

最后，采用TESIS(ve?DYNA)試驗(yàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)來控制基于垂向和橫向運(yùn)動(dòng)的整車非線性系統(tǒng)。?

本發(fā)明的有益效果是：?

1、由于對(duì)汽車垂直加速度a_z、側(cè)傾角φ、懸架動(dòng)擾度f_d、整車橫擺角速度γ和質(zhì)心偏置角β同時(shí)進(jìn)行控制，基于最小二乘支持向量機(jī)逆控制器的改進(jìn)解耦控制方法可以實(shí)現(xiàn)汽車垂向、橫向的集成運(yùn)動(dòng)控制，進(jìn)一步提高了汽車的操作穩(wěn)定性和行駛平順性。?

2、本發(fā)明通過采用自適應(yīng)遺傳算法優(yōu)化最小二乘支持向量機(jī)的正則化參數(shù)δ和核寬度σ，使得所建立的基于垂向和橫向運(yùn)動(dòng)的汽車整車非線性系統(tǒng)的逆模型具有較高的精確度，有利于提高解耦控制的動(dòng)靜態(tài)特性。?

3、對(duì)解耦后的5個(gè)一階偽線性子系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)5個(gè)模糊自適應(yīng)控制器，來消除最小二乘支持向量機(jī)逼近系統(tǒng)逆模型時(shí)可能導(dǎo)致的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，從而提高整車非線性系統(tǒng)對(duì)負(fù)載擾動(dòng)、參數(shù)突變以及網(wǎng)絡(luò)延時(shí)等的魯棒性。?

附圖說明

圖1是整車非線性系統(tǒng)的示意圖及其等效圖；?

圖2是最小二乘支持向量機(jī)逆系統(tǒng)示意圖；?

圖3是基于垂向和橫向運(yùn)動(dòng)的整車非線性系統(tǒng)的逆模型參數(shù)優(yōu)化流程圖；?

圖4是最小二乘支持向量機(jī)逆與基于垂向和橫向運(yùn)動(dòng)的整車非線性系統(tǒng)復(fù)合構(gòu)成的偽線性系統(tǒng)的示意圖及其等效圖；?

圖5是由模糊自適應(yīng)閉環(huán)控制器與偽線性系統(tǒng)組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；?

圖6單個(gè)模糊自適應(yīng)控制器的原理框圖；?

圖7是采用最小二乘支持向量機(jī)逆控制器對(duì)基于垂向和橫向運(yùn)動(dòng)的整車非線性系統(tǒng)進(jìn)行解耦控制的完整原理框圖；?

圖8是本發(fā)明TESIS(ve?DYNA)試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行控制系統(tǒng)實(shí)施的原理框圖。?

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)一步說明。?

本發(fā)明具體的實(shí)施分以下8步：?