[發明專利]基于加速度信號反饋的主動懸置FxLMS自適應控制方法

有效

• 申請號: 201610219655.7
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105717794B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 郭榮;周圣奇;位小康;高俊
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 羅習群;陳臻曄

本發明涉及一種基于加速度信號反饋的主動懸置FxLMS自適應控制方法，該主動懸置控制方法包括基于力反饋的FxLMS自適應控制方法，基于發動機轉速的參考信號估計方法，以及力反饋至加速度反饋擴展方法。其中，基于力反饋的FxLMS自適應控制方法包括主動懸置電壓到力次級通道估計及LMS自適應濾波器。力反饋至加速度反饋擴展方法，以懸置車身加速度導納相位角頻變特性為參考，將次級通道估計模型從力推廣至加速度，使主動懸置被動側加速度代替傳遞至車身的力作為控制器的誤差信號，實現了控制方法的加速度反饋。該主動懸置控制方法以發動機轉速及主動懸置被動側加速度為輸入，經控制系統處理后輸出合適的電壓控制信號，電壓信號經過功率放大后驅動主動懸置內部的作動器作動，抵消來自發動機的振動。

技術領域

本發明涉及一種基于加速度信號反饋的主動懸置FxLMS自適應控制方法，屬于汽車動力總成主動懸置領域。

背景技術

如今，人們對汽車乘坐舒適性的要求越來越高，因而NVH（Noise，Vibration andHarshness）特性已經成為衡量汽車品質的一個重要標準。然而考慮到改善燃油經濟性的需求，現在汽車正向著輕量化的方向發展。整車質量的降低會給汽車的NVH特性帶來不利影響。同樣也是出于提高燃油經濟性的目的，如奧迪S8等高級轎車采用了發動機閉缸技術，而閉缸技術在增加振動階次多樣性的同時，加劇了發動機受力不均勻的振動問題。此外，近年來混合動力車的發展越來越迅猛，其急加速工況下發動機瞬時介入引起的振動噪聲問題嚴重影響了乘坐舒適性。動力總成懸置系統對于解決上述這些振動問題起著重要的作用。其中主動懸置相比于被動懸置，半主動懸置，能更好地滿足懸置低頻大剛度、高頻小剛度的理想特性。并且可以有效對發動機所有頻率下的振動進行有效隔離，在消除瞬態振動上有著明顯的優勢。

目前，主動懸置的控制方法包括FxLMS自適應控制、魯邦控制、模糊PID控制、最優控制及滑模控制等等。其中FxLMS自適應控制為最常用的控制方法。該方法結構簡單，響應速度快，考慮了車輛系統參數的時變性，通過自動檢測系統的參數變化來調節控制策略。但是在現有的對該主動懸置控制方法的研究中，研究人員均以傳遞至車身的力作為控制的反饋誤差信號，根據力信號對控制方法進行調試。但是考慮到成本以及測量方便等原因，比起力傳感器，主動懸置更適合裝載加速度傳感器以測量車身側的振動情況。因而開發一種基于加速度信號反饋的主動懸置FxLMS自適應控制方法具有非常重要的實際意義。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種基于加速度信號反饋的主動懸置FxLMS自適應控制方法。該控制方法以發動機轉速及主動懸置被動側加速度為輸入，經控制系統處理后輸出合適的電壓控制信號，電壓信號經過功率放大后驅動主動懸置內部的作動器作動，抵消來自發動機的振動，包括基于力反饋的FxLMS自適應控制方法，基于發動機轉速的參考信號估計方法，以及力反饋至加速度反饋擴展方法。

所述的基于力反饋的FxLMS自適應控制方法主要包括主動懸置電壓到力次級通道估計和LMS自適應濾波器，參考信號經FIR濾波器形式的主動懸置次級通道估計模型濾波后取共軛與誤差信號一起輸入LMS自適應濾波器，LMS自適應濾波器由此產生一組權值，將該權值與參考信號相乘取實部之后得到主動懸置控制電壓信號。

所述的基于發動機轉速的參考信號估計方法，根據轉速計算出與發動機某階次振動同頻率的復數諧波信號，即，其中為發動機一階振動頻率，n為希望消除振動的階次。

所述的力反饋至加速度反饋擴展方法，以懸置車身加速度導納相位角頻變特性為參考，將主動懸置次級通道估計模型從電壓到力推廣至電壓到加速度，使主動懸置被動側加速度代替傳遞至車身的力作為控制器的誤差信號，實現控制方法的加速度反饋。次級通道估計模型具體變為如下形式：

1）當懸置車身加速度導納相位角頻域特性變化幅度在90°以內時，控制方法中使用的次級通道估計模型無需從力擴展至加速度，即此時采用的次級通道估計模型依然為原有的主動懸置控制電壓與傳遞力之間的傳遞函數估計模型；