[發明專利]一種用于汽車懸架系統的采樣控制方法

有效

• 申請號: 201910146544.1
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN109782605B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 向崢嶸;李實;向雨竹;鄒文成;張晶
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

1.一種用于汽車懸架系統的采樣控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、應用力學原理建立汽車懸架系統動態模型；所述應用力學原理建立汽車懸架系統動態模型為：

式中，Q(t)為流體流入液壓執行器，x_s(t)為懸架行程，E為有效位置面，k_f,c_f均為正常數，i_v(t)為輸入電流，y^*(t)為系統輸出，為“*”的導數；

步驟2、引入坐標變換，并根據步驟1獲得的汽車懸架系統動態模型，建立汽車懸架系統的狀態空間模型；具體為：

步驟2-1、引入坐標變換為：

式中，X₁(t),X₂(t)均為系統的狀態，y(t)為系統的輸出；

步驟2-2、結合步驟2-1的坐標變換，根據步驟1獲得的汽車懸架系統動態模型，建立汽車懸架系統的狀態空間模型為：

令x₁(t)＝X₁(t),其中L≥1為設計參數，則式(3)變換為：

式中，

步驟3、針對步驟2建立的汽車懸架系統的狀態空間模型，構建采樣控制器，并且設置采樣周期；具體為：

步驟3-1、構建觀測器為：

式中，均為系統狀態的估計值，u(t_k)為系統的采樣控制量，b₁,b₂為待確定參數；

步驟3-2、引入坐標變換：

式中，z₁,z₂為進行坐標變換后的系統狀態量，虛擬控制器α₁為：

α₁＝-μ₁z₁ (7)

式中，其中λ_max(P)為待求解P的最大特征值，

步驟3-3、構建連續形式的虛擬控制器u^*(t)為：

式中，

步驟3-4、構建采樣控制器u(t_k)為：

u(t_k)＝-μ₂z₂(t_k) (9)

步驟3-5、設置采樣周期T為：

式中，h均為正常數，λ_min(P)為待求解P的最小特征值；

步驟4、定義觀測誤差并構造汽車懸架系統相應的李雅普諾夫函數，利用步驟3中構建的采樣控制器對汽車懸架系統進行控制使閉環系統穩定，即完成汽車懸架系統的采樣控制；具體為：

步驟4-1、定義觀測誤差ε為：

其中，

步驟4-2、構造汽車懸架系統相應的李雅普諾夫函數V為：

步驟4-3、在步驟4-1、步驟4-2的基礎上，由式(9)的采樣控制器對汽車懸架系統進行控制，獲得：

進一步獲得：

式中，α為正常數；

進行變換由式(14)獲得：

式中，

由式(15)獲得：

進一步獲得：

V(t_k+1)≤ρ²V(t_k)，t→∞ (17)

式中，

由式(17)可知，構造的李雅普諾夫函數有界，閉環系統穩定。