[發明專利]用于主動懸架的車輛側傾運動安全H2

有效

• 申請號: 201710631577.6
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107662468B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 陳士安;苑磊;孫文強;王駿騁;姚明
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60G17/016
• 分類號: B60G17/016
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.用于主動懸架的車輛側傾運動安全H₂/H_∞控制器設計方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1，針對轉向工況，對整車受力進行分析，求取車輛三自由度轉向-側傾運動狀態方程；步驟2，為提高車輛轉向-側傾運動工況的安全性，直接利用橫向載荷轉移率LTR構建H₂范數，構建最優性能輸出方程；步驟3，利用H_∞范數約束側傾角，構建約束輸出方程；其中側傾角最大值可按以下兩種方法確定，第一，側傾角最大值等于2倍的懸架限位行程除以同一車軸上的懸架安裝距離；第二，側傾角最大值等于60公里每小時車速時的雙移線轉向工況下99％的被動懸架車輛側傾角不超標的確定值；步驟4，針對狀態方程、最優性能輸出方程和約束輸出方程，然后基于線性矩陣不等式LMI設計方法計算出車輛主動懸架的主動控制力；

所述步驟1具體過程為：

步驟1.1，車輛轉向-側傾運動動力學模型求取：依據牛頓力學，分析整車在橫軸線、橫擺軸線和側傾軸線上的受力，建立三自由度汽車轉向-側傾運動動力學模型；

步驟1.2，轉向-側傾運動系統的狀態方程建立：選擇側傾角θ、車身側偏角β、側傾角速度和橫擺角速度組成轉向-側傾運動系統狀態向量X，標記為并且選擇前輪轉向角δ_v作為干擾向量W，標記為W＝[δ_v]，左、右懸架主動控制力F_AL和F_AR為控制向量U，標記為建立轉向-側傾運動系統的狀態方程其中A是系統狀態向量矩陣；B是系統控制向量矩陣；G是系統干擾向量矩陣；

采用方法二確定傾角最大值時，所述步驟3具體過程為：按照側傾角最大值等于60公里每小時車速時的雙移線轉向工況下99％的被動懸架車輛側傾角不超標的確定值；

步驟3.a，測得60公里每小時車速時的雙移線轉向工況下被動懸架車輛側傾角的θ的標準差σ_θ，由零均值正態分布的60公里每小時車速時的雙移線轉向工況下99％的被動懸架車輛側傾角響應χ的概率分布確定最大值和側傾角θ的標準差σ_θ的比值λ＝2.56，車輛側傾角θ最大值θ_max2＝2.56σ_θ；

步驟3.b，將側傾角寫成約束輸出方程的形式：Z₂＝C₂X+D₂U+E₂W，

其中，

所述步驟4中，還包括為設計一個控制器，保證閉環系統是漸進穩定的，并且從W＝[δ_v]到Z₁的閉環傳遞函數的H₂范數盡可能小，以確保用H₂范數度量的車輛側翻穩定性評價指標LTR處于一個好的水平；

所述步驟2具體過程為：

步驟2.1，構造評價指標LTR：F_R為右輪與地面接觸的垂直反力；F_L為左輪和地面接觸的垂直反力；

步驟2.2，將評價指標LTR寫成最優性能輸出方程的形式：Z₁＝C₁X+D₁U+E₁W，C₁是性能輸出矩陣；D₁是性能控制矩陣；E₁是性能干擾矩陣。

2.根據權利要求1所述的用于主動懸架的車輛側傾運動安全H₂/H_∞控制器設計方法，其特征在于，采用方法一確定傾角最大值時，所述步驟3具體過程為：

步驟3.1，受懸架限位塊的限制，需要將側傾角θ限制在2倍的懸架限位行程除以同一車軸上的懸架安裝距離以內，即其中S為懸架限位行程，B為同一車軸上的懸架安裝距離；

步驟3.2，將側傾角寫成約束輸出方程的形式：Z₂＝C₂X+D₂U+E₂W，

式中：

D₂＝[0 0],E₂＝[0]。