[發明專利]一種預規定瞬態性能的汽車主動懸架自適應控制方法

有效

• 申請號: 201710062627.3
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106828005B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 那靖;黃英博;伍星;高貫斌;郭瑜
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B60G17/015
• 分類號: B60G17/015;B60G17/02;B60G17/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種預規定瞬態性能的汽車主動懸架自適應控制方法，屬于車輛工程領域。本發明首先建立半車主動懸架動力學模型；接著通過車載傳感器測量計算得到汽車垂直方向位移和俯仰方向俯仰角；對控制目標即汽車垂直方向位移以及汽車俯仰方向俯仰角進行誤差轉化操作；結合轉化后的誤差，引入神經網絡補償懸架動力學模型不確定性對系統的影響，進而設計汽車在垂直方向以及俯仰方向運動的控制動作；對控制誤差和系統遞推向量進行濾波操作，提取參數估計誤差；用包含參數估計誤差的向量設計自適應律；判斷激勵條件是否滿足，若滿足則可根據估計參數計算未知汽車質量和轉動慣量。本發明方法會大大提升汽車懸架的性能。

技術領域

本發明涉及一種預規定瞬態性能的汽車主動懸架自適應控制方法，屬于車輛工程領域。

背景技術

現代車輛所提供給駕駛員及乘客的駕駛舒適度不僅僅取決于整車的控制性能，汽車主動懸架同樣是保證汽車舒適度的關鍵部件之一。主動懸架通過增加可實時控制的有源力輔助彈簧阻尼元件主動抑制因路面顛簸所帶來的振動沖擊，提高車輛穩定性、安全性和乘坐舒適度。然而在實際汽車主動懸架系統模型中，模型參數不確定性和建模誤差無法避免，這些因素的存在將會極大的削弱主動懸架的性能。自適應控制雖可通過在線調整參數，降低模型不確定性對系統性能的影響。但在實際應用中，傳統自適應控制依然存在一些問題，限制了其實際應用。

首先，當被控系統存在擾動或噪聲時，傳統自適應控制會引起參數漂移和系統不穩定的問題，進而降低主動懸架系統的性能。雖然已有的e修正法、σ修正法可有效克服了參數漂移問題，但此類修正項無法實現未知參數準確估計，而在理論上只能證明系統被估計參數收斂到其真值附近鄰域內而非真值本身。基于此設計的控制器在實際車輛系統中會弱化汽車主動懸架的性能。其次，現有自適應控制難以保證瞬態控制收斂性能，無法保證在不同顛簸程度路面條件下控制器依舊可以快速做出響應維持車身穩定，并將車身顛簸控制在預先規定的范圍內。因此，現有針對汽車主動懸架設計的自適應控制方法中，解決定量設計自適應控制誤差收斂的瞬態性能，保證系統未知參數(如：車重和轉動慣量)準確估計等問題的解決辦法并不多，這在一定程度上限制了主動控制汽車懸架的實際應用。

發明內容

本發明提供了一種預規定瞬態性能的汽車主動懸架自適應控制方法，將預設瞬態性能函數引入自適應控制時間中，并應用神經網絡降低主動懸架模型不確定性對系統性能的影響，同時利用基于參數誤差信息學習的自適應參數估計方法，構建基于參數誤差信息的自適應學習律，進而更加準確地實時估計系統未知參數，解決傳統自適應控制方法無法準確估計車輛未知參數、無法同時保證系統穩態和瞬態性能的問題，為提高車輛懸架系統控制精度、駕駛舒適度、安全性提供支持。

本發明的技術方案是：一種預規定瞬態性能的汽車主動懸架自適應控制方法，首先根據汽車動力學理論以及牛頓第二定律，建立半車主動懸架動力學模型；接著通過車載傳感器測量計算得到汽車垂直方向位移和俯仰方向俯仰角；再對控制目標即汽車垂直方向位移以及汽車俯仰方向俯仰角進行誤差轉化操作；結合轉化后的誤差，引入神經網絡補償懸架動力學模型不確定性對系統的影響，進而設計汽車在垂直方向以及俯仰方向運動的控制動作；進一步對控制誤差和系統遞推向量進行濾波操作，提取參數估計誤差，實現汽車垂直方向位移及俯仰方向俯仰角的瞬態、穩態控制，并滿足主動懸架其他性能；用包含參數估計誤差的向量設計自適應律；然后判斷激勵條件是否滿足，若滿足，根據估計得到的向量計算出汽車質量以及轉動慣量的估計值；若不滿足，則給路面擾動加入隨機干擾，并返回重新測量。

所述方法的具體步驟如下：

Step1、建立半車主動懸架動力學模型：根據汽車動力學理論以及牛頓第二定律，對半車主動懸架進行受力分析，可得到半車主動懸架動力學模型如下：