[發明專利]汽車主動懸架系統的有限時間控制方法

在審

• 申請號: 201510451130.1
• 申請日: 2015-07-28
• 公開（公告）號: CN105183943A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 孫維超;潘惠惠;高會軍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;B60G17/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

1.一種汽車主動懸架系統的有限時間控制方法，其特征在于：汽車主動懸架系統的有限時間控制方法是通過以下步驟實現：

步驟一、針對非線性汽車主動懸架系統，根據牛頓第二定律，確定主動懸架簧上質量和簧下質量的動態方程：

msz··s=-Fd(z·s,z·u,t)-Fs(zs,zu,t)+u(t)+FΔ(t)muz··u=Fd(z·s,z·u,t)+Fs(zs,zu,t)-Ft(zu,zr,t)-Fb(z·u,z·r,t)-u(t)---(1)]]>

并將式(1)表示的主動懸架簧上質量與簧下質量的動態方程作為非線性1/4主動懸架模型；其中，函數具體表示為：Fs=ks1(zs-zu)+kn1(zs-zu)3---(2)]]>

函數F_s(z_s,z_u,t)具體表示為：Fd=be(z·s-z·u),z·s-z·u>0bc(z·s-z·u),z·s-z·u≤0---(3)]]>

函數F_t(z_u,z_r,t)具體表示為：F_t＝k_f(z_u-z_r)(4)

函數具體表示為：Fb=bf(z·u-z·r)---(5)]]>

式中，m_s表示由車身質量構成的簧上質量，m_u表示由輪胎組件質量構成的簧下質量，z_s表示懸架系統靜止并且空載時與簧上質量質心平衡位置之間的垂直位移，z_u表示懸架系統靜止并且空載時與簧下質量質心平衡位置之間的垂直位移，F_d表示懸架組件中的阻尼力，懸架組件主要包括阻尼器、彈簧和執行器，F_s表示懸架組件中的彈簧彈性力，F_t表示輪胎產生的彈性力，F_b表示輪胎產生的阻尼力，F_△表示摩擦力和其它未建模動態，u表示主動懸架系統的控制輸入；k_s1表示懸架組件彈簧一階的剛度系數，k_n1表示懸架組件彈簧三階的剛度系數，b_e表示懸架組件伸長阻尼系數，b_c表示懸架組件壓縮阻尼系數，k_f表示輪胎的剛度系數，b_f表示輪胎的阻尼系數，z_r表示路面擾動位移輸入；

步驟二、步驟一所述將式(1)表示的主動懸架簧上質量與簧下質量的動態方程作為非線性1/4主動懸架模型，之后使主動懸架剩余的未建模懸架系統動態F_△滿足：

|F_△|≤m_sl_d(6)

外部擾動滿足：|F·Δ|≤mskd---(7)]]>

其中l_d>0，k_d>0，l_d和k_d是有界正常數；

步驟三、根據步驟一得到的非線性1/4主動懸架模型獲得懸架系統的狀態軌線，并設計有限時間控制器，使得由懸架系統的狀態軌線構成的滑模面的值有限時間到達零；

步驟四、調節控制參數c_i和α_i，i＝1,2，使懸架系統的狀態軌線在有限時間內達到穩定，即懸架，即懸架系統的軌線將會在有限時間內到達原點。