[發(fā)明專利]一種主動(dòng)懸架控制器的設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110419634.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113204190A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉偉;趙晶;肖楊;劉泰佑
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04;B60G17/015
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種主動(dòng)懸架控制器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述設(shè)計(jì)方法包括以下步驟：

S1、分析車輛動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)，建立基于半車的主動(dòng)懸架動(dòng)力學(xué)模型；

S2、分析主動(dòng)懸架的性能要求，根據(jù)S1建立的主動(dòng)懸架模型確定主要的控制目標(biāo)；

S3、在S2的基礎(chǔ)上，根據(jù)道路輪廓預(yù)覽信息、執(zhí)行器時(shí)滯和故障容錯(cuò)信息，建立含有軸距預(yù)瞄、時(shí)滯和容錯(cuò)的主動(dòng)懸架系統(tǒng)閉環(huán)控制模型；

S4、對(duì)S3得出的閉環(huán)系統(tǒng)模型進(jìn)行分析，確定在有限頻域范圍內(nèi)，閉環(huán)系統(tǒng)漸進(jìn)穩(wěn)定、干擾抑制性能所需滿足的條件；

S5、基于S4明確的條件，根據(jù)整車懸架控制系統(tǒng)閉環(huán)控制模型，采用李雅普諾夫穩(wěn)定性分析法建立系統(tǒng)穩(wěn)定的矩陣不等式；

S6、根據(jù)S5所確定的條件和對(duì)矩陣不等式進(jìn)行線性化所得式，求取狀態(tài)輸出反饋增益，從而得到車輛主動(dòng)懸架控制器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)懸架控制器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述S1建立的主動(dòng)懸架動(dòng)力學(xué)模型為：

其中，A、B₁、B₂、C分別是系統(tǒng)狀態(tài)方程中的系數(shù)矩陣；

其中m_s是車身質(zhì)量；m_uf、m_ur表示前后懸掛的非簧載質(zhì)量；l₁、l₂表示車身重心到前后懸架的距離；I_y是車身轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；θ為車身俯仰角；z_s為質(zhì)心簧載質(zhì)量位移；z_uf、z_ur分別為前后非簧載質(zhì)量位移；k_sf、k_sr表示前后懸架的剛性系數(shù)；k_tf、k_tr表示前后輪胎的剛性系數(shù)；c_sf、c_sr表示前后懸架的阻尼系數(shù)；c_tf、c_tr表示前后輪胎的阻尼系數(shù)；u_f、u_r表示前后執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的控制力；z_sf、z_sr分別為前后簧載質(zhì)量位移；z_rf、z_rr分別為前后路面垂向位移；

選取狀態(tài)向量x(t)＝[x₁ x₂ x₃ x₄ x₅ x₆ x₇ x₈]^T，干擾輸入控制輸入為u(t)＝[u_f(t) u_r(t)]^T；

其中x₁＝z_sf(t)-z_uf(t)，x₂＝z_sr(t)-z_ur(t)，x₃＝z_uf(t)-z_rf(t)，x₄＝z_ur(t)-z_rr(t)，z_sf、z_sr分別為前后簧載質(zhì)量位移；z_uf、z_ur分別為前后非簧載質(zhì)量位移；z_rf、z_rr分別為前后路面垂向位移；因和懸架行程的值分別可由速度傳感器、陀螺儀和位移傳感器測(cè)量，故輸出向量可表示為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的主動(dòng)懸架控制器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述S2中，主動(dòng)懸架的主要控制目標(biāo)包括乘車品質(zhì)、懸架行程約束、抓地能力和執(zhí)行器飽和。