[發(fā)明專利]一種基于輪胎力估計的車輛主動懸架控制器設(shè)計方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202211240670.1 | 申請日： | 2022-10-11 |
| 公開（公告）號： | CN115891545A | 公開（公告）日： | 2023-04-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉爽;李明璇;王文波;唐經(jīng)天;潘佳輝 | 申請（專利權(quán)）人： | 燕山大學(xué) |
| 主分類號： | B60G17/015 | 分類號： | B60G17/015 |
| 代理公司： | 石家莊眾志華清知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 13123 | 代理人： | 張建 |
| 地址： | 066004 河北*** | 國省代碼： | 河北;13 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 輪胎 估計 車輛 主動 懸架 控制器 設(shè)計 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種基于輪胎力估計的車輛主動懸架控制器設(shè)計方法，屬于汽車控制領(lǐng)域，包括如下步驟：步驟一：建立二自由度非線性主動懸架模型，定義狀態(tài)變量，并結(jié)合微分同胚的概念構(gòu)建系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式；步驟二：根據(jù)步驟一建立的懸架模型推導(dǎo)設(shè)計出懸架控制器。本發(fā)明能夠有效解決車身垂直加速度與懸架動行程之間的沖突，提高車輛的乘坐舒適性及操作穩(wěn)定性，同時能夠估計輪胎的受力，有效解決了因輪胎受力呈復(fù)雜非線性且難以測算對車輛性能造成的不利影響，進而提高了車輛的行駛平順性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及汽車控制領(lǐng)域，尤其是一種基于輪胎力估計的車輛主動懸架控制器設(shè)計方法。
背景技術(shù)
車輛在行駛過程中振動幅度過大往往會帶來諸多不利的影響，例如導(dǎo)致貨物損壞、乘客產(chǎn)生不適等。為解決這些問題引入了懸架系統(tǒng)，懸架系統(tǒng)性能的優(yōu)劣能夠直接決定車輛行駛的平順性和乘客乘坐的舒適性。懸架可分類為主動懸架和被動懸架，傳統(tǒng)的被動懸架由于其不能自由改變剛度和阻尼，無法適應(yīng)復(fù)雜多變的路面，而主動懸架能夠通過調(diào)節(jié)控制力的大小來改變懸架的性能，從而使車輛維持在最佳減震狀態(tài)，因此主動懸架得到了學(xué)界的廣泛關(guān)注。
主動懸架系統(tǒng)在控制環(huán)節(jié)中安裝了能夠產(chǎn)生力的裝置，采用了一種以力抑力的方式來抑制路面對車身的沖擊力及車身傾斜力。主動懸架是由電腦控制的一種新型懸架，具有能夠產(chǎn)生作用力的動力源，執(zhí)行元件能夠傳遞這種作用力并連續(xù)工作，具有多種傳感器并將有關(guān)數(shù)據(jù)集中到微電腦進行運算并決定控制方式。因此，主動懸架匯集了力學(xué)和電子學(xué)的技術(shù)知識，是一種比較復(fù)雜的高技術(shù)裝置。主動懸架的應(yīng)用使得車輛的更方面的性能得到了進一步的提高。
輪胎是影響車輛平順性能的重要要素，在車輛行駛過程中，輪胎的受力會受到多種因素的影響，導(dǎo)致輪胎的受力難以計算，由于車輛在行駛過程中輪胎受力呈非線性且其受力難以測算，從而使得主動懸架在實際的應(yīng)用中往往達不到預(yù)期的效果。車身垂直加速度與懸架動行程存在沖突，在降低車身垂直加速度的同時不應(yīng)損害懸架的使用壽命，因此設(shè)計出的主動懸架，需要協(xié)調(diào)車身垂直加速度和懸架動行程的關(guān)系。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種基于輪胎力估計的車輛主動懸架控制器設(shè)計方法。根據(jù)方法可以推導(dǎo)設(shè)計出基于輪胎受力的主動懸架控制器，有效解決車身垂直加速度與懸架動行程之間的沖突，攻克輪胎受力復(fù)雜非線性難以測算的難關(guān)，準確估計輪胎受力，進而設(shè)計出主動懸架控制器，消除輪胎受力對車輛性能造成的不利影響，進而提高了車輛的行駛平順性。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于輪胎力估計的車輛主動懸架控制器設(shè)計方法，步驟如下：
步驟一：建立二自由度非線性主動懸架模型，定義狀態(tài)變量，并結(jié)合微分同胚的概念構(gòu)建系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式；
步驟二：根據(jù)步驟一建立的懸架模型推導(dǎo)設(shè)計出懸架控制器。
本發(fā)明技術(shù)方案的進一步改進在于：步驟一中所述定義狀態(tài)變量具體為將懸架動行程定義為系統(tǒng)狀態(tài)變量。
本發(fā)明技術(shù)方案的進一步改進在于：步驟二中設(shè)計懸架控制器時，使用了障礙李雅普諾夫函數(shù)直接對懸架動行程進行限制。
本發(fā)明技術(shù)方案的進一步改進在于：步驟二中設(shè)計懸架控制器時，利用徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)對輪胎受力進行近似替換。
本發(fā)明技術(shù)方案的進一步改進在于：步驟一具體包括：
建立二自由度非線性主動懸架模型，根據(jù)牛頓第二定律可建立懸架系統(tǒng)的微分方程，即
其中，ms、mu分別為車身質(zhì)量和車輪質(zhì)量，xs為車身質(zhì)心處垂直位移，xu為車輪垂直位移，xr為車輪隨機路面激勵，ks和cs分別為懸架的彈簧剛度和阻尼，f為輪胎的非線性受力，u為懸架控制器控制力；
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于燕山大學(xué)，未經(jīng)燕山大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202211240670.1/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
