【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车辆悬架系统控制，特别是一种角模块构型车辆半主动悬架控制方法。
技术介绍
1、角模块构型车辆运用线控转向、线控制动等技术将车辆操纵机构进行机械解耦设计；并且每个车轮单独设计一套悬架、转向和制动系统，分别布置在底盘的四个角落；这种构型的车辆使得车厢和底盘的连接关系得到大大简化，能使车厢空间增大以及方便进行座舱布置；车厢和底盘动力学的耦合关系也得到简化和统一，能同时适应多种车型的快速开发，是目前各大车企和供应商的研究热点领域；由于角模块构型车辆各系统的执行机构整合设计在车轮，使得车辆非簧载质量增加，由非簧载质量增加带来的垂向振动负效应也对悬架减振设计提出了新的考验；
2、惯容器的概念由英国剑桥大学smith教授提出，是一种两端点特性元件，其输出力与两端点的相对加速度成正比；惯容器的引入打破了传统悬架“弹簧-阻尼”的固有结构，形成以“惯容器-弹簧-阻尼”为基础结构的车辆悬架称为isd悬架；现有的半主动悬架控制策略大多数是基于理想天棚模型，这类方法假设用惯容器将簧载质量与惯性参考系相连；然而该结构在现实车辆中不能实现；基于理想天棚的半主动控制方法为：当簧载质量速度与悬架动行程相对加速度方向相反时，惯质系数切换为理想天棚惯质系数；这类方法只能在簧载质量加速度与悬架动行程相对加速度方向相反时实现理想模型的控制效果，现有技术不能满足人们对车身加速度和悬架行程要求及使用需要；基于此，人们有必要提供一种新型半主动悬架控制方法，满足使用需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目
2、实现上述目的本专利技术的技术方案为，一种角模块构型车辆半主动悬架控制方法，包括以下步骤：
3、步骤(1)：角模块构型车辆半主动悬架结构特征及工作原理分析；
4、步骤(2)：角模块构型车辆半主动悬架系统动力学模型构建；
5、步骤(3)：角模块构型车辆半主动悬架控制策略设计；
6、步骤(4)：角模块构型车辆半主动悬架动态性能分析。
7、对本技术方案的进一步补充，所述步骤(1)中角模块构型车辆半主动悬架系统结构包括：簧载质量、非簧载质量、悬架弹簧、半主动阻尼器、半主动惯容器、轮胎等效刚度，所述悬架弹簧、半主动阻尼器、半主动惯容器三个元件相互并联铰接于簧载质量和非簧载质量之间；轮胎等效刚度简化为等效弹簧用于连接非簧载质量和路面。
8、对本技术方案的进一步补充，所述半主阻尼器为电磁阀控减振器和磁流变液减振器。
9、对本技术方案的进一步补充，所述半主动惯容器为机械式惯容器与电机耦合形成的机电式惯容器。
10、对本技术方案的进一步补充，所述机械式惯容器为旋转式惯容器或者液力式惯容器。
11、对本技术方案的进一步补充，所述步骤(2)中建立一种角模块构型车辆半主动悬架系统动力学模型，具体实施方式为：
12、以四分之一悬架模型为例：
13、
14、构建随机路面激励模型zr
15、
16、其中，ms为簧载质量；mu为非簧载质量；zs为簧载质量位移；zu为非簧载质量位移；k为悬架弹簧刚度；cctrl为半主动阻尼系数；bctrl为半主动惯质系数；kt为轮胎等效刚度；zr(t)为路面输入位移；u为车速；w(t)为均值为零的高斯白噪声；gq(n0)为路面不平度系数。
17、对本技术方案的进一步补充，所述步骤(3)中半主动悬架控制策略设计具体实施方式为：
18、构建半主动悬架系统动力学模型，以四分之一悬架模型为例：
19、
20、若悬架动行程与悬架动行程速度相反，则使用阻尼力进行控制，此时令车身加速度惯容器惯质系数bctrl为零；得：
21、
22、此时得到半主动阻尼系数为：
23、
24、若悬架动行程与悬架动行程速度相同，且悬架动行程与悬架动行程加速度相反，则使用惯性力进行控制，此时令车身加速度阻尼器阻尼系数cctrl为零；得：
25、
26、此时得到半主动惯质系数为：
27、
28、综上所述半主动悬架控制策略为：
29、
30、
31、对本技术方案的进一步补充，所述步骤(4)，角模块构型车辆半主动悬架动态性能分析，其具体实施方法为：
32、(1)、利用matlab/simulink进行动态性能仿真分析；
33、(2)、构建角模块构型车辆半主动悬架模型和天棚惯容半主动悬架模型，设置仿真条件，仿真时长设为10s，采样时间是0.001s。
34、其有益效果在于，(1)应用惯容器引入质量阻抗，拓宽半主动悬架控制策略的设计思路；(2)根据悬架动行程信号，实时调整阻尼系数和惯质系数，实现对车身加速度最优化控制，显著提升车辆垂向动态性能；(3)与主动悬架相比，本专利技术控制方法简单且能耗更小，与天棚半主动悬架相比性能提升更明显，有良好的工程应用前景。
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1.一种角模块构型车辆半主动悬架控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种角模块构型车辆半主动悬架控制方法，其特征在于，所述步骤(1)中角模块构型车辆半主动悬架系统结构包括：簧载质量(1)、非簧载质量(5)、悬架弹簧(2)、半主动阻尼器(3)、半主动惯容器(4)、轮胎等效刚度(6)，所述悬架弹簧(2)、半主动阻尼器(3)、半主动惯容器(4)三个元件相互并联铰接于簧载质量(1)和非簧载质量(5)之间；所述轮胎等效刚度(6)简化为等效弹簧用于连接非簧载质量(5)和路面。
3.根据权利要求2所述的一种角模块构型车辆半主动悬架控制方法，其特征在于，所述半主阻尼器(3)为电磁阀控减振器和磁流变液减振器。
4.根据权利要求2所述的一种角模块构型车辆半主动悬架控制方法，其特征在于，所述半主动惯容器(4)为机械式惯容器与电机耦合形成的机电式惯容器。
5.根据权利要求4所述的一种角模块构型车辆半主动悬架控制方法，其特征在于，所述机械式惯容器为旋转式惯容器或者液力式惯容器。
6.根据权利要求1所述的一种角模块构型车辆
7.根据权利要求1所述的一种角模块构型车辆半主动悬架控制方法，其特征在于，所述步骤(3)中半主动悬架控制策略设计具体实施方式为：
8.根据权利要求1所述的一种角模块构型车辆半主动悬架控制方法，其特征在于，所述步骤(4)，角模块构型车辆半主动悬架动态性能分析，其具体实施方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种角模块构型车辆半主动悬架控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种角模块构型车辆半主动悬架控制方法，其特征在于，所述步骤(1)中角模块构型车辆半主动悬架系统结构包括：簧载质量(1)、非簧载质量(5)、悬架弹簧(2)、半主动阻尼器(3)、半主动惯容器(4)、轮胎等效刚度(6)，所述悬架弹簧(2)、半主动阻尼器(3)、半主动惯容器(4)三个元件相互并联铰接于簧载质量(1)和非簧载质量(5)之间；所述轮胎等效刚度(6)简化为等效弹簧用于连接非簧载质量(5)和路面。
3.根据权利要求2所述的一种角模块构型车辆半主动悬架控制方法，其特征在于，所述半主阻尼器(3)为电磁阀控减振器和磁流变液减振器。
4.根据权利要求2所述的一种角模块构型车辆...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈钰杰，林嘉恒，李媛，李艺苑，万德刚，李明，葛斌，杨晓峰，杜甫，赵艳辉，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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