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原文传递基于事件触发的汽车主动悬架状态反馈控制方法

专利名称：	基于事件触发的汽车主动悬架状态反馈控制方法
摘要：	本发明涉及一种基于事件触发的汽车主动悬架状态反馈控制方法。本发明主要是解决现有主动控制器存在的冗余运算多、执行器损耗大和浪费通信的技术问题。本发明的技术方案是：基于事件触发的汽车主动悬架状态反馈控制方法，其控制步骤为：(1)建立汽车主动悬架系统的状态空间数学模型；(2)建立基于事件触发的信息传输机制；(3)确定基于事件触发的H∞控制器。本发明在主动悬架系统的反馈控制中采用了基于事件触发的信息传输机制，并建立了这一机制中的阈值条件参数与系统所需要达到的控制性能指标之间的关系。从而能够在保证系统性能的基础上有效地减少冗余采样数据的传输和计算，从而能够有效地减少悬架系统的信息传输量，节约通信和计算资源。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山西;14
申请人：	山西大学
发明人：	关燕鹏;要会娟
专利状态：	有效
发布日期：	2019-01-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201810025277.8
公开号：	CN108248325A
代理机构：	山西五维专利事务所(有限公司) 14105
代理人：	雷立康
分类号：	B60G17/018(2006.01)I;G06F17/50(2006.01)I;G06F17/16(2006.01)I;B;G;B60;G06;B60G;G06F;B60G17;G06F17;B60G17/018;G06F17/50;G06F17/16
申请人地址：	030006 山西省太原市坞城路92号
主权项：	1.一种基于事件触发的汽车主动悬架状态反馈控制方法，其特征在于，控制步骤为：(1)建立汽车主动悬架系统的状态空间数学模型对于二自由度的1/4车体模型，建立其动力学方程为：其中，ms代表簧载质量，mt代表非簧载质量；cs代表悬架阻尼，ct代表轮胎阻尼；ks代表悬架弹簧刚度，kt代表轮胎刚度；zs代表簧载质量的位移，zt代表非簧载质量的位移；zr代表路面的位移激励；u(t)为该主动悬架系统的控制输入；选取悬架扰动、轮胎扰动、簧载质量的速度和非簧载质量的速度为状态变量，即x₁(t)＝z_s(t)‑z_t(t)，x₂(t)＝z_t(t)‑z_r(t),路面扰动输入为根据动力学方程(1)，得到系统的状态方程为：式中：A为B为B_w为设定约束条件：(i)路面扰动输入到车身垂直加速度的传递函数满足给定的H∞性能指标，(ii)轮胎的动载荷需满足kt[zt(t)‑zr(t)]<(ms+mt)g，g为重力加速度，(iii)悬架的动挠度满足\|zs(t)‑zt(t)\|≤zmax，zmax是最大允许动挠度；依据约束条件设定约束输出：式中，矩阵右上角的T表示取矩阵转置；得到主动悬架系统的状态空间表达式模型：式中：C₁为D₁为C₂为(2)建立基于事件触发的信息传输机制采用下式遴选用于反馈控制的采样数据：[x(kh)‑x(tkh)]TΩ[x(kh)‑x(tkh)]≥δxT(tkh)Ωx(tkh)，k＝1,2,… (5)式中：h是采样周期，kh表示当前采样时刻，tkh表示最近被遴选的采样数据的采样时刻，x(kh)是当前采样值，x(tkh)是最近被遴选的采样值，正定矩阵Ω是一个加权矩阵，小于1的正数δ是一个阈值参数；当且仅当(5)式成立，x(kh)才用于反馈控制；采用状态反馈控制器：u(t)＝Fx(tkh)，t∈[tkh,tk+1h)，k＝1,2,… (6)式中：F为待求解的控制器增益矩阵；在控制输入保持区间[tkh,tk+1h)上定义采样时间sk,ih＝tkh+ih,i＝0,1,2,...,tk+1‑tk‑1；采样数据误差e(sk,ih)＝x(sk,ih)‑x(tkh)；当系统在时间区间[sk,ih,sk,ih+h)上运行时，定义梯度函数ρ(t)＝t‑sk,ih，t为系统运行时间，于是x(tkh)＝x(t‑ρ(t))‑e(sk,ih),t∈[tkh,tk+1h)从而得到闭环控制系统：(3)确定基于事件触发的H∞控制器1)建立闭环系统稳定性判别条件给定正数γ，κ，如果存在适当维数的矩阵P,R,Y使得下列不等式(8)和(9)成立，则闭环悬架系统在零干扰下渐近稳定，且满足H∞性能指标γ及约束条件(ii)‑(iii)；式中：“>0”“<0”分别表示该矩阵是“正定的”和“负定的”，C2i表示矩阵C2的第i行，*为可由矩阵对称性得出的元素，I为适当维数的单位阵；2)确定控制器增益矩阵给定正数γ,κ，如果存在适当维数的矩阵使得下列不等式(10)和(11)成立，则闭环悬架系统在零干扰下渐近稳定，且满足H_∞性能指标γ及约束条件(ii)‑(iii)；并且所需控制器增益矩阵可通过获得，事件触发加权矩阵为3)建立基于事件触发的反馈控制器u(t)＝Fx(tkh)，t∈[tkh,tk+1h)，k＝1,2,…。
所属类别：	发明专利