[發明專利]一種具有電液作動器的整車主動懸掛的狀態反饋控制方法

有效

• 申請號: 202111176987.9
• 申請日: 2021-10-09
• 公開（公告）號: CN113942354B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 劉爽;王文波;趙丁選
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B60G17/018
• 分類號: B60G17/018;B60G17/015
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 周勝欣

本發明涉及一種具有電液作動器的整車主動懸掛的狀態反饋控制方法，屬于整車主動懸掛技術領域，包括以下步驟：建立整車主動懸掛系統動力學模型；建立單出桿電液伺服系統的負載動力學模型；選取狀態變量，推導出具有單出桿電液伺服作動器的整車主動懸掛系統的狀態空間表達式；根據整車主動懸掛的期望性能指標以及利用傳感器測得的狀態信號設計低復雜狀態反饋控制率；根據步驟4中設計的低復雜狀態反饋控制率證明具有單出桿電液作動器的整車主動懸掛系統穩定性；反復調節影響控制率的各個參數，直到仿真結果達到預期的控制效果。本發明可以解決整車主動懸掛系統中復雜的非線性問題、參數不確定問題和未知外部擾動問題，更加容易工程實現。

技術領域

本發明涉及一種具有電液作動器的整車主動懸掛的狀態反饋控制方法，屬于整車主動懸掛技術領域。

背景技術

車輛懸架是車架和車橋之間的一切傳力連接裝置的總稱。它的功能是傳遞車架和車輪之間的作用力，減緩不平路面對車身振動的沖擊，實時調節車身姿態，確保車輛行駛的安全性和平順性。根據系統是否通過反饋信號產生控制，可以將懸架分為主動懸架和被動懸架兩類。主動懸架能夠通過在車身和輪軸之間放置額外的執行器來增加和消耗系統的能量，可以獲得更好的懸架響應。因此，主動懸架的研究受到了越來越多研究者的關注，并且，許多先進的控制技術被提出。但整車主動懸掛系統及其控制方法存在以下不足之處：

一、現存的許多控制方案均假設主動懸架系統中所用作動器是理想力的發生裝置，忽略了作動器自身動態特性的影響。實際上，作動器是主動懸架系統的關鍵部件，忽略作動器而設計的控制器，不可避免的限制了它們的實際應用。

二、考慮作動器的整車主動懸掛系統是整體復雜含不確定參數的非線性系統，因此，建立理論模型與實際系統之間存在巨大差距，導致設計控制器的困難性和復雜性。

三、針對具有液壓作動器的主動懸掛系統中存在的復雜非線性問題，自適應神經網絡和模糊邏輯控制方案均能獲得良好的控制效果。但是，一個關鍵的問題是，建立在自適應基礎上的具有函數逼近功能的控制方案有著復雜的結構和沉重的計算負擔，這使得該算法在實際應用中的難以實施。

四、針對整車主動懸掛系統中存在的模型不確定和參數不確定問題，大多數控制方案是在反步控制自適應基礎上進行開發的，然而這些控制方式對模型的依賴程度較高，并且在高階系統的反步設計過程中，會產生較大的計算量，對不確定參數的在線學習，不利于實際試驗中實時控制。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有電液作動器的整車主動懸掛的狀態反饋控制方法，解決現有技術過于依賴精確系統模型信息的問題、解決現有技術所設計的控制器有著復雜的結構和沉重的計算負擔，難以在實際工程中應用的問題。。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種具有電液作動器的整車主動懸掛的狀態反饋控制方法，包括以下步驟：

步驟1：建立整車主動懸掛系統動力學模型；

步驟2：建立單出桿電液伺服系統的負載動力學模型；

步驟3：選取狀態變量，推導出具有單出桿電液伺服作動器的整車主動懸掛系統的狀態空間表達式；

步驟4：根據整車主動懸掛的期望性能指標以及利用傳感器測得的狀態信號設計低復雜狀態反饋控制率；

步驟5：根據步驟4中設計的低復雜狀態反饋控制率證明具有單出桿電液作動器的整車主動懸掛系統穩定性；

步驟6：反復調節影響控制率的各個參數，直到仿真結果達到預期的控制效果。

由于采用了上述技術方案，本發明取得的技術效果有：