[發明專利]一種汽車主動懸掛系統控制方法

有效

• 申請號: 201910301366.5
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN110077191B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 何平;范燾;王奎洋
• 申請（專利權）人: 四川輕化工大學
• 主分類號: B60G17/015
• 分類號: B60G17/015;G06F30/15;G06F30/20
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 馬超前

本發明提供一種汽車主動懸掛系統控制方法，包括以下步驟：建立汽車輪子的主動懸架系統模型，根據模型建立車輛主動懸架系統的動力學微分方程，并求出車輛主動懸掛系統的狀態空間方程，考慮系統的不確定性，設計有擾動條件下主動懸架系統控制器，并代入仿真系統中仿真測試，驗證所設計的控制器的性能。本發明考慮了系統參數不確定、執行器延遲、路面不平擾動和傳感器測量輸出擾動等全部四種因素情況下的輸出反饋的H∞控制器，實現了對主動懸架系統的控制，該控制器具有更廣泛的適應性。

技術領域

本發明屬于汽車制動技術領域，尤其涉及一種利用主動懸掛系統控制器控制汽車的方法。

背景技術

主動懸掛系統，又稱主動制導懸掛系統、動態可變懸掛系統等，通過改變懸掛系統的高度、形狀和阻尼等，起到控制車身高度的功能，主要能增進汽車操作穩定性、乘坐舒適性能。主動懸掛系統的模型參數不確定、執行機構輸入延遲、道路輸入干擾、測量輸出擾動等都是同步的。

主動懸掛系統在汽車穩定性和駕駛性能方面具有重要的影響。主動懸掛系統面臨著系統的參數不確定、執行結構的輸入延遲、不均勻路面的輸入擾動和測量傳感器輸出擾動等因素的影響。而現有的研究成果通常只考慮其中一種或兩種因素的影響，進而需要設計控制器來克服所有上述因素的影響。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種汽車主動懸掛系統控制方法，考慮了全部四種因素的情況下，設計了靜態輸出反饋的H_∞控制器，實現了對主動懸掛系統的控制，該控制器具有更廣泛的適應性。

本發明采用如下技術方案：

一種汽車主動懸掛系統控制方法，其中m_u表示簧下質量，m_s是簧上質量；z_r表示公路的輸入位移，z_u和z_s分別代表簧下質量和簧上質量的位移；u(t-h(t))代表時變時滯為h(t)的主動懸架系統的控制輸入；k_s和c_s分別表示懸架系統的剛度和阻尼；k_t和c_t分別表示汽車輪胎的剛度和阻尼。。

根據系統模型和牛頓第二運動定律，可以建立車輛主動懸架系統模型的動力學微分方程如下：

h(t)滿足如下條件：

其中h^*和ρ_h是正實數；

令狀態向量控制輸出向量測量輸出向量考慮執行機構輸入延遲，系統參數不確定性，里面輸入擾動和測量輸出擾動，由公式(1)車輛主動懸掛系統可以用以下狀態空間方程描述：

其中，是路面輸入擾動，w₂(t)是由傳感器產生的測量輸出擾動，且

其中，β₁和β₂是測量輸出擾動w₂(t)的可調權值，讓ΔA和ΔB是范數有界的不確定參數矩陣，則系統的不確定性可以描述為：

[ΔA,ΔB]＝HF(t)[E₁,E₂] (4)

其中，H，E₁，E₂是已知的具有適當維數的實常數矩陣，F(t)是未知的時變矩陣，它滿足F^T(t)F(t)≤I，I表示合適維數的單位矩陣，