[發明專利]一種基于T-S模糊模型的汽車主動懸架H∞切換控制方法

有效

• 申請號: 202110718948.0
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113427961B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 韓春松;解愷;吳慶濤;邵會
• 申請（專利權）人: 齊齊哈爾大學
• 主分類號: B60G17/018
• 分類號: B60G17/018;B60G17/019
• 代理公司: 齊齊哈爾鶴城專利代理有限公司 23207
• 代理人: 劉麗

1.一種基于T-S模糊模型的汽車主動懸架H∞切換控制方法，其特征在于，包括以下技術步驟：(1)設計狀態反饋模糊控制器和輸出反饋模糊控制器；(2)設計控制切換器；

1)狀態反饋模糊控制器設計過程如下：

根據牛頓第二定律推導出如下表達式

式中m_s簧載質量，m_u為非簧載質量(輪胎、輪轂、制動卡鉗、懸架連桿)，u為執行機構的主動控制力，k_s和c_s分別為懸架彈簧的剛度和阻尼，k_t和c_t分別代表輪胎的剛度和阻尼，z_s和z_u分別為簧載質量和非簧載質量的位移，z_r是路面輸入位移；

確定懸架的狀態空間模型：

其中x＝[x₁(t) x₂(t) x₃(t) x₄(t)]^T

x₁(t)代表懸架動撓度，x₂(t)代表輪胎的位移，x₃(t)代表簧載質量垂向速度，x₄(t)代表非簧載質量速度；

其中：

結合T-S模糊模型，得到如下結果:

規則i：IFξ₁(t)是M_l(ξ₁(t))并且ξ₂(t)是N_l(ξ₂(t)),

THEN

z₁(t)＝C_1ix(t)+D_iu(t),

z₂(t)＝C_2ix(t),

其中ξ₁(t)和ξ₂(t)為前提變量，M_l(ξ₁(t))和N_l(ξ₂(t))為所述前提變量ξ₁(t)和ξ₂(t)的一型模糊集，ξ(t)＝[ξ₁(t) ξ₂(t)]；

利用所述模糊規則i，可以得到如下T-S模糊模型：

基于T-S模糊模型的主動懸架H∞控制器如下：

當主動懸架系統的狀態可以直接測量時，整體狀態反饋模糊控制器如下：

其中K_ai為控制增益，i＝1,2,3,...N，

將模糊控制器應用于所述T-S模糊模型，可以得到如下閉環系統：

至此，狀態反饋模糊控制器建立完畢；

2)設計輸出反饋模糊控制器過程如下：

當主動懸架系統的狀態無法直接測量時，或者是考慮成本和系統可靠性因素而無需測量時，整體輸出反饋模糊控制器如下：

其中φ∈R^k時控制器的狀態，A_b、B_b、C_b、D_b是待定的具有適當維數的常數矩陣；

將上述模糊控制器應用所述T-S模糊模型，可以得到如下閉環系統：

至此，輸出反饋模糊控制器建立完畢。

2.根據權利要求1所述的一種基于T-S模糊模型的汽車主動懸架H∞切換控制方法，其特征在于步驟(2)中控制切換器的設計方法如下：

由傳感器獲取簧載質量速度記為a₁，在控制系統中對應當前系統狀態x(k)；

經過t時刻后，傳感器獲取簧載質量速度a_t，此時對應系統狀態x(k+t)，所述切換控制邏輯為：

其中p為給定值，可根據不同路況和不同懸架狀態，依據專家經驗取得，其中K_ai、K_bi為第i個反饋增益，可由如下步驟求得：

步驟2.1：輸入控制矩陣A、B、B₁、C₁、C₂、D；

步驟2.2：根據相應的閉環系統構造線性矩陣不等式；

步驟2.3：求滿足控制律的可行解X、Y；

步驟2.4：將X、Y代入則K_ai＝YX^-1。