[發明專利]一種基于車路協同的電磁阻尼器路況預測自適應控制系統

在審

• 申請號: 202210498415.0
• 申請日: 2022-05-09
• 公開（公告）號: CN115047755A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 隗寒冰;姚智浩
• 申請（專利權）人: 環形山（武漢）科技有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;F16F6/00
• 代理公司: 成都東唐智宏專利代理事務所(普通合伙) 51261
• 代理人: 羅言剛

1.一種基于車路協同的電磁阻尼器路況預測自適應控制系統，其特征在于，所述系統包括：

CDC感知模塊、CDC減震器、CDC控制器和車路協同設備；

所述CDC感知模塊與所述CDC控制器通信連接；

所述CDC控制器包括：信號調理模塊、MCU和電磁閥驅動電路。

2.根據權利要求1所述的一種基于車路協同的電磁阻尼器路況預測自適應控制系統，其特征在于，所述CDC感知模塊包括以下中的至少一個：

車載攝像頭、車載毫米波雷達、車載激光雷達。

3.根據權利要求1所述的一種基于車路協同的電磁阻尼器路況預測自適應控制系統，其特征在于，所述CDC減震器為帶線性電磁閥的可調阻尼減震器。

4.根據權利要求1所述的一種基于車路協同的電磁阻尼器路況預測自適應控制系統，其特征在于，所述信號調理模塊用于采集車身加速度傳感器電壓信號、車身高度傳感器電壓信號、車輪轉速傳感器脈沖信號以及CDC感知模塊中各傳感器輸入的信號；

所述MCU內部設置有：

多源信息融合算法，用于將CDC感知模塊采集的數據進行數據處理，得到融合后的圖像和點云數據；所述數據處理包括有：原始數據濾波、圖像二值化處理、時間同步、空間坐標變換；

complex yolo算法，用于將圖像和點云數據進行一次檢測，得到檢測結果1；

聚類算法，用于將圖像和點云數據進行二次檢測，得到檢測結果2；

判斷模塊，根據檢測結果1和檢測結果2確定道路前方是否存在障礙目標，并判斷障礙目標的類型、大小和位置；

所述電磁閥驅動電路用于根據MCU的計算結果對電磁閥占空比進行控制，以調節減震器阻尼力。

5.根據權利要求4所述的一種基于車路協同的電磁阻尼器路況預測自適應控制系統，其特征在于，所述電磁閥驅動電路用于根據MCU的計算結果對電磁閥占空比進行控制，為通過H∞控制器控制CDC減震器電磁閥占空比，使車輛能夠輸出的垂向加速度，具體方法步驟為：

將車輛動力學模型和CDC減震器統一表達為增廣矩陣形式，可得到整個車輛系統狀態空間表達式如下：

A，B，C為懸掛系統狀態矩陣；u(t)為電磁閥占空比，ω(t)為來自于路面的沖擊力；

引用Schur引理，對于給定的對陣矩陣：

S11∈R^r×r，則以下三個條件是等價的：

1.S＜0

2.S₁₁＜0,

3.S₂₂＜0,

設狀態反饋控制律為u(t)＝-kx，則相應狀態空間方程可寫為：

k為狀態反饋控制律，ω(t)為來自于路面的沖擊力擾動，z＝(βω_rz)T，D₁和D₂為零矩陣，獲得控制律k需要引入如下Riccati方程：

如果Riccati方程有正定解P，則系統漸進穩定，且存在全狀態反饋控制器u(t)＝-kx，使從擾動輸入到被調輸出的閉環傳遞函數的H∞范數滿足；

||T_wz(s)||_∞＝||C₁[sI-(A+B₂K)]^-1B₁||＜γ

式中：γ為事先設定的某一正數，H∞控制律

狀態H∞反饋控制器的設計轉化為求解Riccati方程，根據Schur引理，轉化為如下線性矩陣不等式問題：

求解上述矩陣不等式，存在一個可行解W和P，則可得系統的H∞控制器k。

6.根據權利要求4所述的一種基于車路協同的電磁阻尼器路況預測自適應控制系統，其特征在于，所述車路協同設備包括一下中的至少一個：

RSU、OBU、毫米波雷達、激光雷達、相機。