[發(fā)明專利]一種具有時(shí)變位移約束的汽車主動(dòng)座椅懸架系統(tǒng)控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811065928.2
• 申請(qǐng)日: 2018-09-13
• 公開（公告）號(hào): CN109188906A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉艷軍;陳愛青;劉磊;李大鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

本發(fā)明提供一種具有時(shí)變位移約束的汽車主動(dòng)座椅懸架系統(tǒng)控制方法，涉及汽車座椅安全性技術(shù)領(lǐng)域。該方法首先建立非線性不確定主動(dòng)座椅懸架系統(tǒng)的時(shí)變位移約束數(shù)學(xué)模型，然后根據(jù)該模型，設(shè)計(jì)自適應(yīng)反步遞推控制器；采用障礙Lyapunov函數(shù)對(duì)引入時(shí)變位移約束的主動(dòng)座椅懸架系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證；最后調(diào)節(jié)自適應(yīng)反步遞推控制器的控制增益參數(shù)，實(shí)現(xiàn)該主動(dòng)座椅懸架系統(tǒng)的時(shí)變位移約束控制目標(biāo)。本發(fā)明提高了駕駛舒適性，保證了系統(tǒng)在存在不確定參數(shù)的情況下，仍然能夠達(dá)到穩(wěn)定可控的效果，解決了非線性不確定主動(dòng)座椅懸架系統(tǒng)的垂直位移約束問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車座椅安全性技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有時(shí)變位移約束的汽車主動(dòng)座椅懸架系統(tǒng)控制方法。

背景技術(shù)

汽車早已成為現(xiàn)代人出行必不可少的交通工具之一。隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步與汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，人們對(duì)汽車的關(guān)注不僅僅局限于其動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)越來越注重汽車的舒適性問題。

眾所周知，汽車在行駛過程中會(huì)遭受振動(dòng)以及路面沖擊等問題，為降低振動(dòng)和沖擊對(duì)人體身心健康造成的危害，車身懸架系統(tǒng)，駕駛室懸架系統(tǒng)和座椅懸架系統(tǒng)等多被應(yīng)用于汽車上。由道路粗糙、路面不平整和機(jī)械工具等惡劣情況造成的振動(dòng)一般經(jīng)過輪胎或履帶傳遞到汽車上，再經(jīng)過車身懸架系統(tǒng)，駕駛室懸架系統(tǒng)傳遞到駕駛室，最后經(jīng)過座椅傳遞給人體。因此，座椅懸架作為隔振的最后一環(huán)，在保證舒適性和乘坐安全性的同時(shí)，對(duì)隔離振動(dòng)和沖擊起著重要作用。

汽車座椅懸架系統(tǒng)主要由基座、上底板、坐墊、導(dǎo)向桿、彈簧、阻尼器和限位塊等部件組成。汽車座椅懸架系統(tǒng)一般分為被動(dòng)式座椅懸架系統(tǒng)、半主動(dòng)式座椅懸架系統(tǒng)和主動(dòng)式座椅懸架系統(tǒng)。座椅懸架系統(tǒng)的控制問題，一直是座椅懸架研究的熱點(diǎn)問題。在現(xiàn)有的座椅懸架系統(tǒng)方法中，主要存在兩方面的問題：第一，現(xiàn)有方法主要是將系統(tǒng)中的不確定性理想化為參數(shù)線性化，為了使系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)便，經(jīng)常將被控對(duì)象的模型視為嚴(yán)格已知，并將未知參數(shù)視為關(guān)于未知函數(shù)的線性形式，從而得到近似線性化的模型。事實(shí)上，汽車座椅懸架系統(tǒng)是典型的非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，理想化后的模型會(huì)降低系統(tǒng)控制精度，因此上述假設(shè)情況很難實(shí)現(xiàn)。第二，無法滿足汽車主動(dòng)式座椅懸架系統(tǒng)中的位移約束控制。目前對(duì)無約束汽車座椅懸架系統(tǒng)的研究已非常成熟，但是約束無處不在，對(duì)于汽車座椅懸架系統(tǒng)而言，約束的存在使得無約束系統(tǒng)控制方法不能很好地應(yīng)用到有約束系統(tǒng)中，此外，違反位移約束條件可能會(huì)降低座椅懸架控制系統(tǒng)的性能，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。因此，對(duì)具有約束的座椅懸架系統(tǒng)研究具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有時(shí)變位移約束的汽車主動(dòng)座椅懸架系統(tǒng)控制方法，能有效抑制人體振動(dòng)，提高乘坐舒適性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種具有時(shí)變位移約束的汽車主動(dòng)座椅懸架系統(tǒng)控制方法，包括以下步驟：

步驟一、建立非線性不確定主動(dòng)座椅懸架系統(tǒng)的時(shí)變位移約束數(shù)學(xué)模型；

步驟二、根據(jù)非線性不確定主動(dòng)座椅懸架系統(tǒng)的時(shí)變位移約束數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)自適應(yīng)反步遞推控制器；

步驟三、采用障礙Lyapunov函數(shù)對(duì)引入時(shí)變位移約束的主動(dòng)座椅懸架系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證；

步驟四、調(diào)節(jié)自適應(yīng)反步遞推控制器的控制增益參數(shù)，實(shí)現(xiàn)該主動(dòng)座椅懸架系統(tǒng)的時(shí)變位移約束控制目標(biāo)。

所述步驟一具體包括以下內(nèi)容：

主動(dòng)座椅懸架系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型如下：