【技术实现步骤摘要】
一种基于hiddensemi-Markov切换的车辆主动悬架系统建模和控制方法
本专利技术涉及一种车辆主动悬架系统建模和控制方法，是一种具有不确定参数的车辆主动悬架非理想切换系统的建模及控制方法，涉及主动悬架系统控制
技术介绍
随着工业技术的高速发展，汽车作为一种高端工业产品被众多研究单位和学者广泛关注，人们致力于提高车辆乘坐的舒适性和驾驶的可操控性。这其中，车辆悬架系统也随着科技技术的进步而不断更新优化。从早期的非独立悬架、独立悬架等被动悬架，再到目前比较先进的主动悬架、空气悬架，种类多样的悬架系统在给人带来舒适的同时，由于其复杂的工况和精密的传感元件而使得如今主动悬架系统的成本较高且故障率较高。如何设计一种兼顾舒适性以及低使用成本的主动悬架系统成为了众多研究者的关注热点。在主动悬架系统中，执行器位于车架与车体之间，使悬架系统满足振动能量耗散度、稳定车体垂直动态以及增加舒适性等要求。现有的主动悬架要求其刚度与阻尼特性能够根据车辆的行驶条件(车辆的运动状态和路面状况等)进行动态自适应条件，使悬架系统...
【技术保护点】
1.一种基于hidden semi-Markov切换的车辆主动悬架系统建模和控制方法，其特征在于，所述方法包括：/n步骤一：建立车辆主动悬架动力学方程：/n
【技术特征摘要】
1.一种基于hiddensemi-Markov切换的车辆主动悬架系统建模和控制方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤一：建立车辆主动悬架动力学方程：
其中x1和x3分别表示轮胎偏离平衡点的位移以及悬架偏离平衡点的位移；x2和x4分别表示非簧载质量速度和簧载质量速度；u为悬架系统的执行器输出力；ms和mt分别表示簧上质量和非簧载质量；kt为车辆轮胎的压缩系数；cs和ks则分别表示悬架系统的阻尼与刚度；
步骤二：将悬架动力学方程转化为非齐次hiddensemi-Markov随机切换系统方程，车辆主动悬架动力学方程中的阻尼cs和刚度ks可在多个子模态中随机切换以适应不同路况：
令x＝[x1x2x3x4]T表示车辆主动悬架动力学方程(1)的状态向量，设置采样周期为T，通过一阶欧拉近似方法，得到如下离散时间车辆悬架状态空间表达式
x(k+1)＝Aix(k)+Biu(k)(2)
式(2)为非齐次hiddensemi-Markov随机切换车辆悬架系统方程，其中i表示系统所处的子模态，i∈N，其模态切换服从hiddensemi-Markov链支配，且
u(k)表示执行器电磁阀控制输入；
接下来，设计一个观测模态依赖以及停留时间依赖的状态反馈控制器以消除系统模态无法直接获得对系统镇定效果的影响，其形式如下：
其中Kl(t)为要求取的控制器增益，并且l(t)∈M，进一步地，将(2)与(3)合并，将得到如下形式的闭环非齐次hiddensemi-Markov车辆悬架系统：
其中l(t)为在当前模态i内停留时刻t下的观测模态，且l(t)∈M，πil(t)＝Pr{rk*＝l(t)|rk＝i}表示条件概率；
时间非齐次的hiddensemi-Markov车辆悬架系统中的时变半马核非齐次Markov更新链的转移概率以及时变驻留时间概率密度函数的上下界：
假设嵌入式非齐次Markov链可完全已知，同时考虑系统驻留时间概率密度函数部分未知这一实际情况，定义N＝Nia∪Niu且
其中Nia＝{na(1),na(2),...,na(Na)}，τ为在某模态内的驻留时间；
定义为非齐次hiddensemi-Markov系统的Markov更新链的转移概率，数学表达式为：定义在当前模态下的驻留时间概率密度函数依赖下一个目标模态以及上一个切换时刻，其定义为其中Sn表示在模态内驻留的时间，Rn表示第n次切换发生是系统所处的模态，k表示采样时间，kn表示系统切换时刻，i表示系统当前所处模态，j表示系统将处的下一模态；由以上两个定义得到非齐次hiddensemi-Markov随机切换系统中的半马核概念，半马核是元素构成的矩阵，其中的元素包含系统模态跳变的信息和系统驻留时间的信息；
步骤三：对车辆主动悬架系统进行稳定性分析：构造依赖系统模态和在模态内停留时间的李雅普诺夫函数；在保证悬架系统李雅普诺夫函数切换点能量下降的前提下推导出车辆主动悬架系统的稳定性判据，从而实现对车辆主动悬架系统的稳定性分析；
步骤四：设计依赖于观测模态的状态反馈控制器：依据推导出的车辆悬架系统的稳定性判据，通过Schur补引理推导出依赖于...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡博，张立宪，袁帅，杨嘉楠，张瑞先，梁野，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23
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