【技术实现步骤摘要】
一种基于模型预测控制的电控空气悬架车身高度调节方法
本专利技术属于电控空气悬架领域，特别涉及一种基于模型预测控制的电控空气悬架车身高度调节方法。
技术介绍
随着空气悬架逐步广泛应用到豪华客车和重型货车上，并且也由被动式空气悬架发展到电控空气悬架，使得车辆在不同工况下的通过性和燃油经济性得到了显著提高。具体表现为在电子控制技术的发展下，通过对空气弹簧内部进行充气和放气，实现空气弹簧高度的增减，这样就可以调节车身的高度。在高速工况下，通过释放空气弹簧内部空气降低车身高度，可提升行驶的稳定性，减小侧翻的概率，并且行驶时的空气阻力也得到了降低，提高了燃油经济性；在路况较为恶劣时，通过对空气弹簧内部充气提高车身高度，避免了道路障碍物对底盘的刮伤，提高了车辆的通过性。在电控空气悬架车高调节系统的充放气系统中，由于可进行充放气无级调节的可调电磁阀价格昂贵，所以一般采用只有开闭两个状态的高速开闭电磁阀，这样就可以降低成本。但是由于空气弹簧充放气机理模型具有强耦合非线性，并且车高调节系统易受路面干扰影响，造成常用的控制算法在调节车身高...
【技术保护点】
1.一种基于模型预测控制的电控空气悬架车身高度调节方法，其特征在于，包括以下步骤：/n建立电控空气悬架的非线性车身高度调节模型，并将所述非线性车身高度调节模型线性化以建立模型预测控制的预测模型；/n针对车高调节模型线性化过程中存在的模型误差、未建模动力学项以及路面干扰，设计扩张状态观测器对以上各项进行观测并反馈给预测模型，获得补偿后的预测模型；/n模型预测控制器根据补偿后的预测模型、实时车身高度H
【技术特征摘要】
1.一种基于模型预测控制的电控空气悬架车身高度调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
建立电控空气悬架的非线性车身高度调节模型，并将所述非线性车身高度调节模型线性化以建立模型预测控制的预测模型；
针对车高调节模型线性化过程中存在的模型误差、未建模动力学项以及路面干扰，设计扩张状态观测器对以上各项进行观测并反馈给预测模型，获得补偿后的预测模型；
模型预测控制器根据补偿后的预测模型、实时车身高度Has(k)和目标车身高度Hasref，在每一个采样时刻优化求解出电控空气悬架所需的空气质量流量的Nc步控制输入，优化求解得到的所述空气质量流量通过PWM控制转化为充放气电磁阀的开关信号，实现对高度的调节；
设计自适应事件触发机制，首先根据实时车身高度Has(k)和目标车身高度Hasref的差值确定阈值的大小，进而根据触发条件判断是否触发模型预测控制器的优化更新。
2.根据权利要求1所述的一种基于模型预测控制的电控空气悬架车身高度调节方法，其特征在于，所述非线性车身高度调节模型具体如下：
式中，pas为空气弹簧内部气压，zs为悬架的簧载质量位移，zu为非簧载质量位移，为簧载质量速度，为非簧载质量速度，为簧载质量加速度，为非簧载质量加速度，ms为簧载质量，mu为非簧载质量，zas0为初始车身高度，qin-qout为进出空气弹簧的空气质量流量，T为空气弹簧内部温度，R为气体常数，κ为气体多变指数，kt为轮胎刚度，zr为路面扰动；Aas表示空气弹簧的横截面积；cs为减振器阻尼。
3.根据权利要求1所述的一种基于模型预测控制的电控空气悬架车身高度调节方法，其特征在于，车高调节系统的所述预测模型如下：
式中，x为系统状态变量，包括空气弹簧内部气压pas，悬架的簧载质量位移zs与非簧载质量位移zu，簧载质量速度和非簧载质量速度即u为输入，是进出空气弹簧的空气质量流量qin-qout；y为输出变量，是车身高度Has＝zs-zu+zas0，zas0为初始车身高度；d为误差与干扰变量，分别为空气弹簧充放气热力学模型线性化误差与未建模动力学项d1和路面干扰d2；k表示采样节点的变量；矩阵A,Bu,Bw,C,Dw,Da的具体内容可根据动力学方程整理得到。
4.根据权利要求1所述的一种基于模型预测控制的电控空气悬架车身高度调节方法，其特征在于，所述扩张状态观测器设计具体如下：
式中，x1,x2,x3,x4,x5分别为上述状态变量pas,zs,zu,z1,z2,z3,z4,z5分别为对状态变量x1,x2,x3,x4,x5的观测值；e1,e2,e3,...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢正超，王辉，赵晶，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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