The invention discloses a finite time hybrid control method of an automobile active suspension. It is divided into three steps: 1) according to the dynamic equation of active suspension system, build the mathematical model of the system; 2) select the body vertical acceleration as control output, analyze the finite time mixing performance of open-loop suspension system; 3) selection of suspension travel and tire dynamic load ratio and the actuator output force as output constraints, analysis of controller the design of state feedback based on finite time mixing performance, and calculate the upper bound of the disturbance energy of pavement. The advantage of finite time mixing performance in describing the transient behavior, which will be applied to vibration control of vehicle active suspension system, considering both the energy optimal control output, and the peak value optimization. While meeting the rigid constraint of suspension, the riding comfort of the vehicle can be effectively improved, especially suitable for the situation where the impact type of the road surface is disturbed.
【技术实现步骤摘要】
一种汽车主动悬架的有限时间混合控制方法
本专利技术属于汽车主动悬架控制领域,具体涉及一种汽车主动悬架的有限时间混合控制方法,在满足主动悬架行程限制、轮胎动静载荷比限制等硬约束条件下,能够有效改善乘坐舒适性。
技术介绍
随着汽车工业的快速发展,人们对汽车的行驶安全性和乘坐舒适性提出了更高的要求,而这两种性能很大程度上由悬架系统决定。汽车悬架系统的主要作用是传递作用在车身与车轮之间的力和力矩,缓冲由路面不平引起的冲击力,衰减车身振动,改善乘坐舒适性并保证汽车行驶安全性。汽车悬架按控制方式一般分为被动、半主动和主动悬架三大类。相比于被动和半主动悬架,主动悬架能够适应不同的车辆运行状况,兼顾行驶安全性和乘坐舒适性,是当今汽车悬架产业发展的重要方向。主动悬架的思想由美国通用公司Erspiel-Labrosse于1954年首次提出,与其相对应的控制策略一直在不断地发展,如最优控制、自适应控制、滑模控制、鲁棒控制、非线性控制和H∞控制等。这些控制策略大都致力于闭环控制系统的Lyapunov渐近稳定性,即系统在无穷时间区间上的渐近收敛性能。然而,当悬架系统承受持续时间短、强度高的冲击型路面扰动(由路面上较大的坑或凸包产生)时,需要特别关注系统在相应较短时间内的暂态行为。因此,传统的控制策略就显得不太合理,无法充分改善系统的暂态性能。与针对无穷时间区间的Lyapunov渐近稳定性不同,有限时间稳定性要求系统状态轨迹在特定时间区间内始终不超出某设定区域,其概念最早可追溯至上世纪中叶。此后,不少学者对有限时间稳定概念作了推广,提出了有限时间有界、输入-输出有限时间稳定、有限时间 ...
【技术保护点】
一种汽车主动悬架的有限时间混合控制方法,其特征在于包括如下步骤:步骤1.根据主动悬架系统动力学方程,构建四分之一汽车主动悬架系统的数学模型;步骤2.选择车身垂直加速度作为悬架系统的控制输出,对开环悬架系统进行有限时间混合性能分析;步骤3.选择悬架行程、轮胎动静载荷比及执行器输出力作为约束输出,基于有限时间混合性能分析结果设计状态反馈控制器,并计算路面扰动能量的上界。
【技术特征摘要】
1.一种汽车主动悬架的有限时间混合控制方法,其特征在于包括如下步骤:步骤1.根据主动悬架系统动力学方程,构建四分之一汽车主动悬架系统的数学模型;步骤2.选择车身垂直加速度作为悬架系统的控制输出,对开环悬架系统进行有限时间混合性能分析;步骤3.选择悬架行程、轮胎动静载荷比及执行器输出力作为约束输出,基于有限时间混合性能分析结果设计状态反馈控制器,并计算路面扰动能量的上界。2.根据权利要求1所述的汽车主动悬架的有限时间混合控制方法,其特征在于:所述步骤1中,四分之一汽车主动悬架系统的数学模型构建为:公式(1)中,状态向量其中x1(t)为悬架行程,x2(t)为轮胎形变,x3(t)为簧上质量速度,x4(t)为簧下质量速度,上标“T”表示向量或矩阵的转置;u(t)为执行器输出力;w(t)为路面不平引起的扰动输入;A、B和Bw分别为系统矩阵、输入矩阵和扰动矩阵。3.根据权利要求1所述的汽车主动悬架的有限时间混合控制方法,其特征在于:所述步骤2中,悬架系统的控制输出可表示为:其中z1(t)为控制输出,为车身垂直加速度,C1为状态-输出矩阵,D1为输入-输出矩阵。4.根据权利要求1所述的汽车主动悬架的有限时间混合控制方法,其特征在于:所述步骤2中,对开环悬架系统进行有限时间混合性能分析,得出:如果存在适维正定对称矩阵P以及标量α≥0,γ>0,满足则开环悬架系统关于(β1,...
【专利技术属性】
技术研发人员:薛文平,李康吉,陈前,江辉,刘国海,
申请(专利权)人:江苏大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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