【技术实现步骤摘要】
一种主动悬架控制器的设计方法
本专利技术涉及车辆悬架控制
,尤其涉及一种主动悬架控制器的设计方法。
技术介绍
车辆悬架系统是车辆的重要组成部分,对保证车辆的操纵稳定性、平顺性和路面承载能力有着至关重要的影响。然而,车辆悬架系统的各项性能指标往往互相矛盾。因此,需要一种最优控制策略,以最大限度地提高主动悬架的整体性能。而H∞控制方法能够很轻松地处理约束控制问题,有效地保证悬架的理想性能。因此,基于H∞算法的主动悬架控制引起了广泛的研究兴趣。执行器的时滞和故障是主动悬架系统控制中的一个关键问题,它会影响闭环系统的稳定性。因此,在主动悬架控制器的设计中应考虑时滞和故障容错的影响。以往的主动悬架系统的控制在考虑了执行器时滞与执行器故障容错问题时,未考虑有限频域和预览信息的影响。由于共振的存在,人体对4-8Hz之间的垂直振动更加敏感,考虑有限的频率约束是合理的。获取预览信息的方法有两种,即前瞻预览和轴距预览。前瞻预览可以控制所有的车轮,而轴距预览更安全,展示更好的性能。由于激光传感器的成本较高,且前瞻预览有时会有不可靠的信息,因此广泛采用轴距预览策略来获取预览信息。综上所述,急需专利技术一种含有轴距预览信息的多目标频域约束的主动悬架控制器的设计方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种主动悬架控制器的设计方法,解决了现有主动悬架控制器的设计中没有考虑有限频域和轴距预瞄的问题。为达到以上目的,本专利技术采取的技术方案是:一种主动悬架控制器的设计方法,所述设计方法包括 ...
【技术保护点】
1.一种主动悬架控制器的设计方法,其特征在于,所述设计方法包括以下步骤:/nS1、分析车辆动力学特点,建立基于半车的主动悬架动力学模型;/nS2、分析主动悬架的性能要求,根据S1建立的主动悬架模型确定主要的控制目标;/nS3、在S2的基础上,根据道路轮廓预览信息、执行器时滞和故障容错信息,建立含有轴距预瞄、时滞和容错的主动悬架系统闭环控制模型;/nS4、对S3得出的闭环系统模型进行分析,确定在有限频域范围内,闭环系统渐进稳定、干扰抑制性能所需满足的条件;/nS5、基于S4明确的条件,根据整车悬架控制系统闭环控制模型,采用李雅普诺夫稳定性分析法建立系统稳定的矩阵不等式;/nS6、根据S5所确定的条件和对矩阵不等式进行线性化所得式,求取状态输出反馈增益,从而得到车辆主动悬架控制器。/n
【技术特征摘要】
1.一种主动悬架控制器的设计方法,其特征在于,所述设计方法包括以下步骤:
S1、分析车辆动力学特点,建立基于半车的主动悬架动力学模型;
S2、分析主动悬架的性能要求,根据S1建立的主动悬架模型确定主要的控制目标;
S3、在S2的基础上,根据道路轮廓预览信息、执行器时滞和故障容错信息,建立含有轴距预瞄、时滞和容错的主动悬架系统闭环控制模型;
S4、对S3得出的闭环系统模型进行分析,确定在有限频域范围内,闭环系统渐进稳定、干扰抑制性能所需满足的条件;
S5、基于S4明确的条件,根据整车悬架控制系统闭环控制模型,采用李雅普诺夫稳定性分析法建立系统稳定的矩阵不等式;
S6、根据S5所确定的条件和对矩阵不等式进行线性化所得式,求取状态输出反馈增益,从而得到车辆主动悬架控制器。
2.根据权利要求1所述的主动悬架控制器的设计方法,其特征在于:所述S1建立的主动悬架动力学模型为:
其中,A、B1、B2、C分别是系统状态方程中的系数矩阵;
其中ms是车身质量;muf、mur表示前后悬挂的非簧载质量;l1、l2表示车身重心到前后悬架的距离;Iy是车身转动惯量;θ为车身俯仰角;zs为质心簧载质量位移;zuf、zur分别为前后非簧载质量位移;ksf、ksr表示前后悬架的刚性系数;ktf、ktr表示前后轮胎的刚性系数;csf、csr表示前后悬架的阻尼系数;ctf、ctr表示前后轮胎的阻尼系数;uf、ur表示前后执行机构产生的控制力;zsf、zsr分别为前后簧载质量位移;zrf、zrr分别为前后路面垂向位移;
选取状态向量x(t)=[x1x2x3x4x5x6x7x8]T,干扰输入控制输入为u(t)=[uf(t)ur(t)]T;
其中x1=zsf(t)-zuf(t),x2=zsr(t)-zur(t),x3=zuf(t)-zrf(t),x4=zur(t)-zrr(t),zsf、zsr分别为前后簧载质量位移;zuf、zur分别为前后非簧载质量位移;zrf、zrr分别为前后路面垂向位移;因和悬架行程的值分别可由速度传感器、陀螺仪和位移传感器测量,故输出向量可表示为:
3.根据权利要求2所述的主动悬架控制器的设计方法,其特征在于:所述S2中,主动...
【专利技术属性】
技术研发人员:王晓伟,赵晶,肖杨,刘泰佑,
申请(专利权)人:东北大学,
类型:发明
国别省市:辽宁;21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。