[發明專利]汽車非線性主動懸架系統的模糊控制方法

有效

• 申請號: 201410851847.0
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104626914A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 高遠;范健文;王雨濤;孔峰;潘盛輝;袁海英
• 申請（專利權）人: 廣西科技大學
• 主分類號: B60G17/018
• 分類號: B60G17/018
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 周晟

技術領域

本發明涉及汽車懸架系統控制領域，具體涉及一種車輛非線性主動懸架系統的模糊控制方法。

背景技術

懸架系統是汽車的重要組成部分之一，汽車懸架系統是指連接車架(或車身)與車橋(或車輪)之間彈性連接的部件，主要由彈性元件、導向裝置及減振器三個基本部分組成，汽車懸架的作用主要是緩和、抑制由不平路面引起的振動和沖擊，保證乘員乘坐舒適性和所運貨物完好；此外，除傳遞汽車垂直力外，還傳遞其他各方向的力和力矩，并保證車輪和車身(或車架)之間有確定的運動關系，使汽車具有良好的駕駛性能。因此，汽車懸架系統是影響乘坐舒適性和操縱穩定性的重要部件。

目前，模糊控制器都采用整數階的運算處理信號作為輸入。模糊控制器雖然方法簡單，可適用于非線性、時變和滯后系統，且具有一定的自適應能力，但其性能完全依靠專家經驗設計，一旦控制器的規則及參數確定后，控制則按特定的規則方式處理，故汽車懸架系統控制性能不能很好適于各種行駛工況要求。對于上述問題，現有技術方案主要采取自動調整模糊控制器中論域比例因子、量化因子或直接修改模糊關系矩陣的手段。然而，比例因子與量化因子存在相互制約影響，而后者也面臨計算量較大的困難。

發明內容

本發明旨在提供一種汽車主動懸架系統的模糊控制方法，該控制方法僅對模糊控制器輸入量的分數階微分運算的階次參數進行優化選擇，可避免現有技術方案比例因子與量化因子存在相互制約、計算量大的困難，具有控制精確、計算效率的特點。

本發明的技術方案如下：一種汽車主動懸架系統的模糊控制方法，包括以下步驟：

A、建立主動懸架系統模型，預設主動懸架系統的狀態控制期望，檢測懸架系統狀態信號，根據狀態控制期望計算獲得控制誤差信號，定義控制誤差信號的分數階微分信號；

B、設計模糊控制器，該模糊控制器采用控制誤差信號及其分數階微分信號作為輸入量，懸架控制力作為控制器輸出；

C、對受模糊控制器作用的主動懸架系統模型進行路面沖擊載荷模擬，選取并檢測懸架系統控制性能評價指標并確定各評價指標的加權系數，將評價指標及其加權系數代入綜合性能指標函數，通過懸架系統控制計算，確定出使得綜合性能指標函數具有最小值的分數階微分階次參數，根據該分數階微分階次參數確定該控制誤差信號分數階微分的表達式；

D、將控制誤差信號及其分數階微分信號作為模糊控制器的輸入信號，得到模糊控制器的懸架控制力輸出，根據輸出的懸架控制力完成對實際主動懸架系統的控制。

所述的主動懸架系統的模型為