基于电流变液的座椅悬架系统的控制方法及控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于电流变液的座椅悬架系统的控制方法及控制装置，本发明专利技术的控制方法对装设于座椅悬架系统中的应用电流变液的阻尼机构的电场强度进行控制，且该控制方法包括获取座椅悬架系统的加速度信号的步骤，由PID控制模块对步骤s1获取的加速度信号进行处理，以获得阻尼机构的电场强度的步骤，以及重复步骤s1和步骤s2，直至PID控制模块的输入接近或等于0的步骤。本发明专利技术的控制方法可基于PID控制鲁棒性好、能够快速对系统进行实时反馈控制的特点，能够对具有非线性特征的基于电流变液的座椅悬架系统进行动态控制，从而可实现对座椅悬架的动态调整，能够减轻、甚至消除传递到座椅上的振动，达到提高座椅乘坐舒适性的效果。

【技术实现步骤摘要】
基于电流变液的座椅悬架系统的控制方法及控制装置
本专利技术涉及电流变液应用
，特别涉及一种基于电流变液的座椅悬架系统的控制方法。同时，本专利技术也涉及一种基于该基于电流变液的座椅悬架系统的控制方法的控制装置。
技术介绍
座椅作为车辆上的重要组成部分，直接影响到车辆的乘坐舒适性。但是，对于货运车辆、工程车辆、军用车辆等，由于车辆悬架系统的舒适性较差，在路况恶劣时，会导致车辆产生强烈的振动，这些振动中的绝大部分都会通过座椅直接传递到司机，使得司机不得不长时间承受低频、高强度的振动。在这种情况下，容易引发脊椎畸变、胃病等职业病，从而对司机的健康造成危害，此外，长期在振动环境下工作，也会引起司机驾驶疲劳，而极有可能引发交通事故。电流变液是由纳米至微米尺度的介电颗粒与绝缘液体混合而成的复杂流变液体，其“电流变效应”是指电流变液的“流变特性”或流体的粘度随外场发生改变的特性。在没有外电场作用时，电流变液通常呈液体状态，其粘度和油差不多。而当外电场作用于电流变液时，其表观为粘度随外场的增加而变大，成为类似胶状沥青物质，且当外电场足够大时，电流变液可转变为强度能够与一般固体相比较的类固态物质，其剪切强度随电场强度而增大。同时，电流变液的“液-固”转变是可逆的，其转变时间一般在毫秒量级，因而可利用电流变液的上述特性制造用电场连续调控切变强度的阻尼机构，以应用于诸如座椅悬架系统中，达到过滤传递到座椅上的振动，改善及提高车辆乘坐舒适性的目的。但是在实际应用中，由于基于电流变液的阻尼系统是非线性系统，因此难以控制，而现有的大多数控制方法无法有效解决这种非线性带来的控制上的不确定性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种基于电流变液的座椅悬架系统的控制方法，以能够实现对施加于悬架系统阻尼机构中的电流变液上的电场强度的有效控制，从而减轻传递至悬架系统上的振动，提高座椅乘坐舒适性。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于电流变液的座椅悬架系统的控制方法，以对装设于座椅悬架系统中的应用电流变液的阻尼机构的电场强度进行控制，该控制方法包括如下步骤：步骤s1：实时获取t时刻座椅悬架的加速度信号x(t)；步骤s2：由PID控制模块对步骤s1获取的所述加速度信号x(t)进行处理，以获得输出信号u(t)而对所述阻尼机构的电场强度进行控制，且所述PID控制模块的处理公式为：其中，e(t)为基于所述加速度信号x(t)得到的所述PID控制模块的输入信号，Kp为比例系数，TI为积分时间常数，TD为微分时间常数，且Kp、TI、TD均为预置值；步骤s3：重复步骤s1和步骤s2，直至e(t)接近或等于0。进一步的，步骤s1中，所述加速度信号由装设于所述座椅悬架上的加速度计采集，并对采集的所述加速度信号x(t)进行数字低通滤波处理，且数字低通滤波处理的公式为：y(t)=a*x(t)+(1-a)*y(t-1)其中，a为滤波系数、且0＜a＜1，y(t)为在t时刻输出的滤波后的加速度信号，y(t-1)为在t-1时刻输出的滤波后的加速度信号。进一步的，步骤s2中，e(t)由以下的公式获得：e(t)＝y(t)-R其中，R为预置的加速度信号参考值。进一步的，步骤s3中为重复步骤s1和步骤s2，直至0≤e(t)≤0.05。进一步的，所述电流变液采用巨电流变液。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：本专利技术的基于电流变液的座椅悬架系统的控制方法，通过实时采集座椅悬架系统的加速度信号进行PID闭环控制，以输出控制信号来智能调整座椅悬架系统的阻尼机构的场强，从而可实现对悬架系统阻尼特性的有效调节，提升座椅乘坐舒适性。此外，本专利技术中通过对座椅悬架的阻尼的动态调整，实现对具有非线性特征的基于电流变液的座椅悬架系统的动态控制，从而能够减轻、甚至消除传递到座椅上的振动，达到提高座椅乘坐舒适性的效果。另外，本专利技术的控制方法具有控制原理简单、控制效果好、成本低、稳定性好等优点，而有着很好的实用性。同时，本专利技术也提供了一种基于上述控制方法的基于电流变液的座椅悬架系统的控制装置，该控制装置用以对装设于座椅悬架系统中的应用电流变液的阻尼机构的电场强度进行控制，且所述控制装置包括：加速度信号获取模块，用于实时获取t时刻座椅悬架的加速度信号x(t)；PID控制模块，用于对所述加速度信号x(t)进行处理，以获得输出信号u(t)而对所述阻尼机构的电场强度进行控制，且所述PID控制模块的处理公式为：其中，e(t)为基于所述加速度信号x(t)得到的所述PID控制模块的输入信号，Kp为比例系数，TI为积分时间常数，TD为微分时间常数，且Kp、TI、TD均为预置值；确定模块，用于对所述PID控制模块的输入信号e(t)的值进行验证，如果e(t)接近或等于0，则确定所述座椅悬架的振动幅度接近或等于0。进一步的，所述加速度信号获取模块包括：加速度信号采集单元，用于实时采集t时刻座椅悬架的加速度信号x(t)；和滤波单元，用于对采集的所述加速度信号x(t)进行数字低通滤波处理，且数字低通滤波处理的公式为：y(t)=a*x(t)+(1-a)*y(t-1)其中，a为滤波系数、且0＜a＜1，y(t)为在t时刻输出的滤波后的加速度信号，y(t-1)为在t-1时刻输出的滤波后的加速度信号。进一步的，e(t)由以下的公式获得：e(t)＝y(t)-R其中，R为预置的加速度信号参考值。进一步的，如果0≤e(t)≤0.05，则所述确定模块确定所述座椅悬架的振动幅度接近或等于0。进一步的，所述电流变液采用巨电流变液。本专利技术的控制装置能够对座椅悬架的应用有电流变液的阻尼机构的阻尼进行动态调整，以实现对具有非线性特征的基于电流变液的座椅悬架系统的阻尼变化的动态控制，从而能够减轻、甚至消除传递到座椅上的振动，提升座椅乘坐的舒适性。而且本专利技术的控制装置也具有控制原理简单、控制效果好、成本低、稳定性好等优点。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的控制方法的流程图；图2为数字低通滤波处理前与处理后的加速度信号的对比图；图3为采取控制手段前与采取控制手段后的座椅振动幅度曲线的对比图；图4为采用本实施例所述的控制装置的结构构成图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。实施例一本实施例涉及一种基于电流变液的座椅悬架系统的控制方法，该控制方法用于对装设于座椅悬架系统中的应用电流变液的阻尼机构的电场强度进行控制，以通过对施加于电流变液上的电场强度的调控，实时调节电流变液的形态，进而最终实现对阻尼机构阻尼特性的改变，达到抑制传递至悬架系统、也即车辆座椅处的振动的效果。具体来说，本实施例的控制方法中，首先需要说明的是应用于阻尼机构内的电流变液优选的为采用巨电流变液，巨电流变液作为一种新型的电流变液，剪切强度可超过100KPa，其相较于一般的电流变液的响应速度更快，且对比于传统电流变液小于30KPa的剪切强度，在剪切强度上亦得到了很大的提高。此外，本实施例中所述的装设于车辆座椅总成内的悬架系统，以及应用于悬架系统中的采用电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电流变液的座椅悬架系统的控制方法，以对装设于座椅悬架系统中的应用电流变液的阻尼机构的电场强度进行控制，其特征在于，该控制方法包括如下步骤：步骤s1：实时获取t时刻座椅悬架的加速度信号x(t)；步骤s2：由PID控制模块对步骤s1获取的所述加速度信号x(t)进行处理，以获得输出信号u(t)而对所述阻尼机构的电场强度进行控制，且所述PID控制模块的处理公式为：

【技术特征摘要】
1.一种基于电流变液的座椅悬架系统的控制方法，以对装设于座椅悬架系统中的应用电流变液的阻尼机构的电场强度进行控制，其特征在于，该控制方法包括如下步骤：步骤s1：实时获取t时刻座椅悬架的加速度信号x(t)；步骤s2：由PID控制模块对步骤s1获取的所述加速度信号x(t)进行处理，以获得输出信号u(t)而对所述阻尼机构的电场强度进行控制，且所述PID控制模块的处理公式为：其中，e(t)为基于所述加速度信号x(t)得到的所述PID控制模块的输入信号，Kp为比例系数，TI为积分时间常数，TD为微分时间常数，且Kp、TI、TD均为预置值；步骤s3：重复步骤s1和步骤s2，直至e(t)接近或等于0。2.根据权利要求1所述的基于电流变液的座椅悬架系统的控制方法，其特征在于：步骤s1中，所述加速度信号由装设于所述座椅悬架上的加速度计采集，并对采集的所述加速度信号x(t)进行数字低通滤波处理，且数字低通滤波处理的公式为：y(t)＝a*x(t)+(1-a)*y(t-1)其中，a为滤波系数、且0＜a＜1，y(t)为在t时刻输出的滤波后的加速度信号，y(t-1为在t-1时刻输出的滤波后的加速度信号。3.根据权利要求2所述的基于电流变液的座椅悬架系统的控制方法，其特征在于：步骤s2中，e(t)由以下的公式获得：e(t)＝y(t)-R其中，R为预置的加速度信号参考值。4.根据权利要求1所述的基于电流变液的座椅悬架系统的控制方法，其特征在于：步骤s3中为重复步骤s1和步骤s2，直至0≤e(t)≤0.05。5.根据权利要求1至4中任一项所述的基于电流变液的座椅悬架系统的控制方法，其特征在于：所述电流变液采用巨电流变液。6.一种基于电流变液的座椅悬架系统的控制装置，以对装设于座椅悬架系统中的应用电...

【专利技术属性】
技术研发人员：周科林，唐昕，
申请(专利权)人：重庆菲力斯特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50