[發明專利]一種基于功率平衡的主動懸掛控制方法

有效

• 申請號: 202111025477.1
• 申請日: 2021-09-02
• 公開（公告）號: CN113703312B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 吳維;羅俊林;苑士華;韋春輝;陳思
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 方亞兵

1.一種基于功率平衡的主動懸架控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、計算車輛的主運動功率P_M、伴隨運動功率P_A；

其中，所述伴隨運動功率P_A包括車體垂向運動功率、車體俯仰運動功率和車體側傾運動功率；

S2、將所述主運動功率P_M、伴隨運動功率P_A輸入到整個系統主運動方向的動態功率平衡方程，得到輸入整個系統伴隨運動的動態功率P_A(t)；

S3、基于所述伴隨運動方向的動態功率P_A(t)，選取不同的車體垂向速度目標值進行計算，分別得到伴隨運動功率損耗和作動器功率P_E；

S4、根據所述作動器功率P_E限制以及車體垂向速度目標值v_z限制對目標控制強度進行修正，最后采用PID控制器，根據所述車體垂向速度目標值v_z與實際值的偏差，得到主動懸掛的目標控制力。

2.根據權利要求1所述的基于功率平衡的主動懸架控制方法，其特征在于，所述S2中，主運動方向的動態功率平衡方程為：

其中，M_c為車體質量；Z_c為車體垂向位移；F_Zi為車體與負重輪之間的垂向作用力；g為重力加速度；F_Tri為履帶工作段拉力；F_Tfi為履帶張緊段拉力；γ_r為履帶工作段與地面之間的夾角；γ_f為履帶張緊段與地面之間的夾角；為車體俯仰角度；X_c為車體縱向位移；F_xi為車體與負重輪之間的縱向作用力。

3.根據權利要求1所述的基于功率平衡的主動懸架控制方法，其特征在于，計算所述伴隨運動的動態功率P_A(t)的方法為：

其中，F_Tri為履帶工作段拉力，F_Tfi為履帶張緊段拉力，γ_r為履帶工作段與地面之間的夾角，γ_f為履帶張緊段與地面之間的夾角，為車體俯仰角度，Z_c為車體垂向位移，L為主動輪、誘導輪與履帶接觸點距車體質心之間縱向距離，H為主動輪、誘導輪與履帶接觸點距車體質心之間垂向距離，z_i為第i個負重輪的垂向位移，δ為車體側傾角，bs_i為左右兩側負重輪輪心與車體質心間的橫向距離。

4.根據權利要求1所述的基于功率平衡的主動懸架控制方法，其特征在于，所述S3中，作動器功率P_E計算如下式：

其中，F_u—作動器輸出力；—等效車體部分垂向速度；—等效負重輪垂向速度。

5.根據權利要求1所述的基于功率平衡的主動懸架控制方法，其特征在于，所述車體垂向速度目標值v_z的取值范圍為[v_min:delta_v:v_max]；當車體垂向速度絕對值大于所述垂向速度目標值v_z時，通過所述作動器輸出作動力進行主動調控，其他情況下所述作動器處于關閉狀態。

6.根據權利要求1所述的基于功率平衡的主動懸架控制方法，其特征在于，所述S4中，對目標控制強度進行修正的方法為：

當作所述作動器功率P_E大于所述伴隨運動功率P_A時，減小作動器功率，增大所述車體垂向速度目標值v_z；

當所述作動器功率P_E小于所述伴隨運動功率P_A時，則增大所述作動器功率P_E，減小所述車體垂向速度目標值v_z；

當所述作動器功率P_E與所述伴隨運動功率P_A相等時，此時對應的控制強度，即車體垂向速度目標值v_z，作為主動懸架控制時的目標控制強度。