[發明專利]一種對非線性主動懸掛系統實現有限時間控制的方法

有效

• 申請號: 202110405497.5
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113110053B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 黃運保;梁桂銘;林志躍;詹宏遠;周健松
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 佛山市君創知識產權代理事務所(普通合伙) 44675
• 代理人: 杜鵬飛

本發明公開了一種對非線性主動懸掛系統實現有限時間控制的方法，首先建立主動懸掛系統模型方程，分析主動懸掛系統的空間狀態及需要改進的性能指標；接著建立具有時滯補償的誤差系統，通過輔助系統補償主動懸掛系統時滯的影響；其次通過誤差系統建立李雅普諾夫函數關系，利用反演技術得出虛擬控制律a₁，控制律u，改善相應的性能指標；再次通過灰色神經網絡訓練得出補償后誤差系統的近似非線性函數；最后通過控制律u修正后，產生新的更小的主動懸掛系統時滯影響，在有限時間內重復不斷循環本發明方法，從而實現對主動懸掛系統的有限時間進行穩定控制。

技術領域

本發明涉及一種控制方法，具體為一種對非線性主動懸掛系統實現有限時間控制的方法。

背景技術

對于主動懸掛系統的控制，現有的控制大部分是基于漸進穩定性。漸進穩定性的缺點是不能確定系統到達穩定狀態的時間，而到達穩定狀態的時間與系統快速性有關，所以基于漸進穩定的控制很難實現系統的快速性。而基于有限時間穩定的控制可以使系統在規定的時間內到達穩定狀態，所以更有可能實現系統的快速性。

在現有的研究系統有限時間穩定和主動懸掛系統的非線性的文獻中，多數采用為神經網絡或自適應神經網絡對系統的非線性函數進行擬合，但由于神經網絡需要大量的數據支持且計算量大，從而嚴重影響了神經網絡的實際應用。

因此，為了改進現有技術的不足，本發明設計了一種擬合精度高且計算量少的擬合方法。

發明內容

本發明在于克服現有技術的不足，提供一種對非線性主動懸掛系統實現有限時間控制的方法，所述方法可以實現主動懸掛系統的有限時間穩定控制。

本發明解決上述技術問題的技術方案是：

一種對非線性主動懸掛系統實現有限時間控制的方法，包括以下步驟：

(1)、建立主動懸掛系統模型方程，分析主動懸掛系統的空間狀態及需要改進的性能指標，其中，所述的性能指標包括簧載質量加速度懸架撓度z_s-z_u、輪胎撓度z_u-z_r；

(2)、建立具有時滯補償的誤差系統，通過輔助系統補償主動懸掛系統時滯的影響；

(3)、通過誤差系統建立李雅普諾夫函數關系，利用反演技術得出虛擬控制律a₁，控制律u，改善相應的性能指標；

(4)、通過灰色神經網絡訓練得出補償后誤差系統的近似非線性函數；

(5)、通過控制律u修正后，會產生新的更小的主動懸掛系統時滯影響，在有限時間內重復步驟(1)開始循環。

優選的，在步驟(1)中，主動懸掛系統模型方程為：

其中，z_s，z_u分別為簧載質量和非簧載質量的垂直位移，z_r為道路的輸入，m_s，m_u分別為簧載質量和非簧載質量，u為具有恒定時滯τ的主動控制力發生器，f_s，f_d為存在非線性因素的懸架部件的彈簧力和阻尼力函數，f_us，f_ud為輪胎受力等效替換的彈簧力與阻尼力；

令則主動懸掛系統的空間狀態為：

其中，f(x，t)為：

優選的，在步驟(2)中，所述輔助系統的方程為：

與主動懸掛系統的誤差系統為：