[發(fā)明專利]一種基于路面等級識別的多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)主動懸架控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110762236.9
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113352832A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳曉建;張庭芳;王愛春;燕冬;黃菊花;伍磊
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號: B60G17/018
• 分類號: B60G17/018;B60G17/0165
• 代理公司: 南昌金軒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 36129
• 代理人: 夏軍

1.一種基于路面等級識別的多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)主動懸架控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步驟：

(1)建立懸架系統(tǒng)狀態(tài)空間方程

其中X為狀態(tài)變量，U為輸入，包括作動力輸入及路面不平度輸入，Y為輸出量，A₁、B₁、C₁、D₁為系數(shù)矩陣；

(2)構(gòu)建LQR線性二次型優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)：

其中，Q和R為加權(quán)系數(shù)矩陣，為待優(yōu)化的變量；

(3)采用最優(yōu)算法進行Q及R矩陣優(yōu)化，所述特征在于：

(i)確定車輛以不同車速行駛于不同等級路面時的性能評價指標(biāo)及各指標(biāo)權(quán)重，即以車身加速度均方根值懸架動撓度均方根值及車輪動變形均方根值為懸架性能評價指標(biāo)，三個性能的加權(quán)系數(shù)依次為ε₁、ε₂和ε₃，由此得到遺傳算法加權(quán)優(yōu)化目標(biāo)為：

(ii)在路況良好的A級或B級路面，車輛平均通過車速較高，平順性控制及懸架動撓度限制需求小，但為給操穩(wěn)性留下控制裕度，在最優(yōu)算法優(yōu)化目標(biāo)中增加車輪動載荷控制權(quán)重ε₃；反之，在路況較差的C級、D級甚至更加惡劣的道路狀況，車輛平均通過車速較低，操穩(wěn)性控制需求小，平順性控制及懸架動撓度限制需求大，此時，在最優(yōu)算法優(yōu)化目標(biāo)中增加車身加速度權(quán)重ε₁和懸架動撓度權(quán)重ε₂；

(iii)按照步驟(i)和(ii)所述方法，根據(jù)路面等級及行駛車速的不同，調(diào)整加權(quán)系數(shù)ε₁、ε₂和ε₃；

(iv)按照上述方法，可通過離線仿真，分別優(yōu)化得到不同路面等級下，各性能指標(biāo)動態(tài)加權(quán)的最優(yōu)Q和R矩陣；

(4)實際應(yīng)用時，使車輛在不同等級道路上行駛，通過傳感器實時采集車輛垂向振動狀態(tài)，實時測量簧上質(zhì)量垂向加速度、簧下質(zhì)量垂向加速度、懸架動撓度；

(5)根據(jù)步驟(4)的量測值，采用機器學(xué)算法，完成路面等級在線判斷；

(6)將步驟(5)實時判斷的路面等級信息輸入至LQR控制器，使LQR控制器的Q和R加權(quán)矩陣依據(jù)路面等級進行切換，實現(xiàn)不同等級路面的多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于路面等級識別的多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)主動懸架控制方法，其特征在于：通過離線仿真的方法，得到適用于不同路面等級下、不同權(quán)重的綜合目標(biāo)最優(yōu)Q和R矩陣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于路面等級識別的多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)主動懸架控制方法，其特征在于：通過傳感器實時采集車輛垂向動力學(xué)響應(yīng)和智能聚類算法，實時判斷當(dāng)前道路不平度等級，從而針對性地為LQR動態(tài)多目標(biāo)選取最優(yōu)的Q和R矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于路面等級識別的多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)主動懸架控制方法，其特征在于：所述機器學(xué)算法為支持向量機。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于路面等級識別的多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)主動懸架控制方法，其特征在于：所述最優(yōu)算法為遺傳算法或粒子群優(yōu)化算法。