一种设计车辆悬架系统的方法，包括： 通过公式１使车辆悬架系统形式化，该车辆悬架系统包括多根弹簧、每个均与该多根弹簧中之一对应的多个阻尼器以及多个致动器ｐ，公式１为具有多个自由度ｎ的线性矩阵公式，该线性矩阵公式包括用于粘性阻尼的阻尼矩阵； 计算公式１的刚性矩阵Ｋ的本征向量； 就公式１的质量矩阵Ｍ对本征向量进行标准化； 计算由标准化的本征向量组成的相似变换矩阵Ｓ；以及 利用相似变换矩阵Ｓ使公式１标准化， 其中公式１为 Ｍ＊（ｔ）＋Ｃ（＊（ｔ）－＊（ｔ））＋Ｋ（ｘ（ｔ）－ｕ（ｔ））＝Ｐｆ（ｔ） 其中： ｎ和ｐ分别表示悬架系统的自由度和独立的致动器的数量； Ｍ、Ｃ和Ｋ分别表示质量矩阵、阻尼矩阵和刚性矩阵，每个矩阵均为对称的ｎ×ｎ矩阵，质量矩阵Ｍ为正定矩阵，阻尼矩阵Ｃ为半正定矩阵，而刚性矩阵Ｋ为正定矩阵； Ｐ表示对应于致动器位置的ｎ×ｐ实矩阵； ｘ（ｔ）和ｕ（ｔ）分别表示ｎ×１状态和扰动向量；以及 ｆ（ｔ）表示ｐ×１外力（即致动力）向量。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
一般地说，本专利技术涉及一种车辆。更具体地说，本专利技术涉及。
技术介绍
当车辆在行驶时，该车辆的悬架要应对遇到的各种路面冲击，并在加速/减速和转弯时控制车辆的动态特性。这种悬架的一个重要作用是减少噪音和振动传递到车体上。在一种典型的车辆悬架中，一组弹簧和阻尼器(也叫冲击吸收器)安装在每个车轮上。在设计悬架过程中，确定了弹簧的弹簧系数(也叫弹簧率或弹簧常数)、阻尼器的阻尼系数以及弹簧和阻尼器的安装位置。这样，已经进行了大量的研究，从而通过有效地确定这些设计因素来提高悬架性能。然而，只通过改变这些设计因素来对悬架性能可能提高的程度是有限的。因此，近年来进行了新的研究，来通过利用安装到悬架系统上的多个激发致动器有效抑制悬架振动。这种激发致动器可设置到每个车轮的每根弹簧/阻尼器上。例如，利用叫做直接速度反馈控制的过程，通过提高具有多个自由度的车辆悬架系统中的阻尼效应，可消除振动能量。这种技术呈现的优点是确保了渐近稳定度。然而，为了通过这种直接速度反馈控制得到渐近稳定度，需要许多传感器和激发致动器。由于在通过运动公式来使车辆悬架模态化时，悬架的运动公式是互相耦合的，这样就出现了问题。因此，最近进行了大量研究，设计这样的悬架，该悬架的运动公式变成去耦；或者确定什么样的致动力要施加到这样设计的悬架上。本专利技术背景部分披露的信息只作为增强对本专利技术背景的理解，而并不作为一种提示或任何形式的建议，即提示或建议该信息构成本领域技术人员已经知晓的现有技术。
技术实现思路
因此，本专利技术目的是更容易地提供一种控制振动的悬架系统和设计该系统的方法以及控制该系统的方法。根据本专利技术一个实施例的设计车辆悬架系统的典型方法，包括通过公式1使车辆悬架系统具有一定的形式，该车辆悬架系统包括多根弹簧、每个均与该多根弹簧中之一对应的多个阻尼器以及多个致动器p，公式1为具有多个自由度n的线性矩阵公式，该线性矩阵公式包括用于粘性阻尼的阻尼矩阵；计算公式1的刚性矩阵K的本征向量；就公式1的质量矩阵M对本征向量进行标准化；计算由标准化的本征向量组成的相似变换矩阵S；以及利用相似变换矩阵S使公式1标准化。根据这种设计过程，照这样设计的悬架系统具有其适用于模态标准化的运动公式。公式1为Mx··(t)+C(x·(t)-u·(t))+K(x(t)-u(t))=Pf(t)]]>在这里，n和p分别表示悬架系统的自由度和独立的致动器的数量；M、C和K分别表示质量矩阵、阻尼矩阵和刚性矩阵，每个矩阵均为对称的n×n矩阵，质量矩阵M为正定矩阵，阻尼矩阵C为半正定矩阵，而刚性矩阵K为正定矩阵；P表示对应于致动器位置的n×p实矩阵；x(t)和u(t)分别表示n×1状态和扰动向量；以及f(t)表示p×1外力(即致动力)向量。在另一个实施例中，对公式1的标准化在每对第j根弹簧的弹簧系数kj和对应于该第j根弹簧的第j个阻尼器阻尼系数cj之间建立了正比关系kj＝a×cj。根据本专利技术一个实施例的典型车辆悬架系统包括多根弹簧；每个均与该多根弹簧之一对应的多个阻尼器，以及对悬架系统产生控制力的多个致动器。该悬架系统通过公式1而被形式化；以及公式1分成n个模态公式，其中公式1为具有多个自由度n的线性矩阵公式，而该线性矩阵公式包括用于粘性阻尼的阻尼矩阵。在与上述相同的方式中，在另一个实施例，每对第j根弹簧的弹簧系数kj和对应于该第j根弹簧对应的第j个阻尼器的阻尼系数cj之间满足正比关系kj＝a×cj。当数量n和数量p是相等时，最好是该悬架系统还包括用于探测状态向量x(t)及其速度 至少之一的探测单元；以及根据探测到的状态向量x(t)或其速度 之一用来控制致动器的控制器。在这里，控制器通过f=Q-1f^]]>的致动力来控制致动器。其中满足Q＝STP，f^i=-CSiξ·i,]]>以及x(t)＝Sξ(t)；CSi为第i个模态下悬空钩阻尼器的阻尼系数。S为由刚性矩阵K的本征向量组成的矩阵，并就质量矩阵M进行标准化。当数量p小于数量n时，最好是悬架系统还包括用于探测状态向量x(t)及其速度 至少之一的探测单元；以及根据探测到的状态向量x(t)或其速度 之一用来控制致动器的控制器，其中控制器通过f(t)的致动力来控制致动器，其中该f(t)满足f^i=-FSisign(ξ·i)=Σj=1pQijfj]]>在这里，满足Q＝STP以及x(t)＝Sξ(t)；FSi为第i个模态下悬空钩库仑摩擦阻尼器的摩擦力；以及S为由刚性矩阵K的本征向量组成的矩阵，并就质量矩阵M进行标准化。更详细地说，致动力f(t)最好满足 其中i＝1，…，n，以及j＝1，…，p，在这里，FA为在零(0)到FP范围的值；FB为在零(0)到FN范围的值；对于k＝1，…，(2n-2)的Fk为在FP和FN之间的值；以及FP和FN分别表示第j个致动器产生的正的最大力和负的最大力。更详细地说，致动力f(t)满足 其中i＝1，…，n以及j＝1，…，p。更好的是，FA和FP的值是相等的，而FB和FN的值是相等的。由本专利技术的典型方法控制的车辆悬架系统包括多个阻尼器和多个致动器，该车辆悬架系统通过上述公式1而被形式化，并变换成去耦的公式2。用于控制这种车辆悬架系统的典型方法包括计算上述公式1的状态向量 的速度向量x(t)；计算致动力f(t)，从而致动力f(t)满足f(t)=(STP)-1(CSi)(STKS)-1(STK)x·(t),]]>该CSi为第i个模态下悬空钩阻尼器的阻尼系数；以及通过计算的致动力f(t)来使致动器致动。在这里，公式2为Iξ··(t)+diag(ξ·(t)-η·(t))+ΛK(ξ(t)-η(t))=f^(t)]]>在这里，I为n×n单位矩阵。S为由刚性矩阵K的本征向量组成的矩阵，并就质量矩阵M进行标准化；以及利用矩阵S，使Q＝STPf^=Qf(t),]]>x(t)＝Sξ(t)，u(t)＝Sη(t)，STKS＝diag＝ΛK，以及STCS=C^=diag]]>得到满足。用于控制这种悬架系统的典型方法包括计算公式1的状态向量x(t)的速度向量 计算致动力f(t)，从而致动力f(t)满足 其中i＝1，…，n以及j＝1，…，p；以及通过计算的致动力f(t)来使致动器致动，在这里，FA为在零(0)到FP范围的值；FB为在零(0)到FN范围的值；对于k＝1，…，(2n-2)的Fk为在FP和FN之间的值；以及FP和FN分别表示第j个致动器产生的正的最大力和负的最大力。最好是，致动力f(t)满足 其中i＝1，…，n以及j＝1，…，p。更好的是，FA和FP的值是相等的，以及FB和FN的值也是相等的。附图说明包含在并构成说明书一部分的附图示出了本专利技术的实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：金廷训，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：
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