申请/专利权人：山东理工大学

申请日：2021-06-03

公开（公告）日：2021-07-23

公开（公告）号：CN113147307A

主分类号：B60G17/015(20060101)

分类号：B60G17/015(20060101);G06F30/15(20200101);G06F30/20(20200101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2022.08.05#授权;2021.08.10#实质审查的生效;2021.07.23#公开

摘要：本发明涉及汽车主动悬架控制技术领域，具体涉及基于参考模型的主动悬架反演控制方法，首先，建立14车辆二自由度主动悬架试验台架的动力学模型；其次，基于天棚‑地棚阻尼控制方法建立理想的被动控制悬架系统模型，将其作为后续反演控制设计的参考模型；然后，将路面激励下参考模型的输出作为参考信号，基于李雅普诺夫理论设计一种模型参考反演控制算法，并将其应用于主动减振控制，以此实现对理想被动悬架系统减振性能的逼近。最后，选取一种典型的路面激励形式，对主动减振控制方法进行验证。基于参考模型的反演控制策略能有效抑制车身垂直运动，减小车身垂直加速度，同时在一定程度上减小了轮胎变形量，改善了汽车的乘坐舒适性和行驶稳定性。

主权项：1.基于参考模型的主动悬架反演控制方法，其特征在于，包括：根据加拿大Quanser公司制造的14车主动悬架系统实验台架，建立14车主动悬架系统模型，根据牛顿第二定律，得到该模型的动力学方程： 为了方便控制器设计，将主动悬架系统模型通过状态空间表示，写成如下形式： 其中，状态变量x、系统的输入u和输出变量y分别定义为： 根据方程1可以计算出A，B，C，D四个矩阵： 式中，ms为簧载质量，mus为簧下质量，ks为悬架弹簧刚度，cs为悬架阻尼系统，kus为轮胎刚度，cus为轮胎阻尼系数，zs为车身垂直位移，zus为轮胎垂直位移，表示车身垂直速度，表示轮胎垂直速度，表示车身垂直加速度，表示轮胎垂直加速度，zr表示冲击路面激励，zs-zus表示悬架动行程，zus-zr表示轮胎变形量，Fc表示控制器输出主动力；为了便于控制器设计定义假定车身垂直位移有理想运动轨迹，根据反演控制理论定义误差e1＝x1d-x1，其中x1d为车身垂直位移的期望值，引入一个与系统状态相关的正定的李雅普诺夫函数来实现误差追踪的设计，当其导数为负定时，误差逐渐趋于零，选取第一个李雅普诺夫函数， 对V1求导得， 取误差e2＝x2d-x2，其中x2d为x2的期望值，取， 将式e2带入式6得， 选取第二个李雅普诺夫函数， 对V2求导得， 式中由方程7得， 将带入方程10得， 取控制器输出主动力FC， 式中，k1和k2为控制器参数，k1和k2均为正数，车身垂直位移的期望值x1d采用参考模型进行设计，参考模型设计：在上述14车主动悬架系统模型的基础上设置控制器输出主动力FC为0，同时在车身与虚拟天棚之间设置一个虚拟天棚阻尼cy，轮胎与地面之间设置一个虚拟地棚阻尼cd，zsc为参考模型中车身垂直位移，zusc为参考模型中轮胎垂直位移，取向上为正方向，根据牛顿第二定律得到参考模型的动力学方程： 将悬架系统通过状态空间表示，写成如下形式： 状态变量、系统的输入和输出变量定义为： 根据方程14可以计算出Ac，Bc，Cc，Dc四个矩阵： 将参考模型的输出zsc作为车身垂直位移的期望值x1d，即将x1d＝zsc，代入式13求得控制器输出主动力FC。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 山东理工大学 基于参考模型的主动悬架反演控制方法

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