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原文传递存在作动器死区的主动悬架的优化控制方法及系统

专利名称：	存在作动器死区的主动悬架的优化控制方法及系统
摘要：	本发明涉及一种存在作动器死区的主动悬架的优化控制方法及系统，该方法包括如下步骤：建立四分之一车体的主动悬架方程以及作动器死区数学模型；将所述作动器死区数学模型加入到所述主动悬架模型方程中，以建立得到含作动器死区的四分之一车体主动悬架模型；在所述含作动器死区的四分之一车体主动悬架模型中，基于最优控制器设计函数进行多次迭代以输出最优增益值。本发明提出的存在作动器死区的主动悬架的优化控制方法，可有效消除作动器死区对汽车行驶性能的影响，提高了乘客体验。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江西;36
申请人：	江西科技学院
发明人：	曹青松;陈逸宁;高小林;易星;邱香
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-24T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910441014.X
公开号：	CN110281725A
代理机构：	北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	彭琰
分类号：	B60G17/018(2006.01);B;B60;B60G;B60G17
申请人地址：	330098 江西省南昌市高新区瑶湖高校园区江西科技学院
主权项：	1.一种存在作动器死区的主动悬架的优化控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：建立四分之一车体的主动悬架方程以及作动器死区数学模型；将所述作动器死区数学模型加入到所述主动悬架模型方程中，以建立得到含作动器死区的四分之一车体主动悬架模型；在所述含作动器死区的四分之一车体主动悬架模型中，基于最优控制器设计函数进行多次迭代以输出最优增益值。 2.根据权利要求1所述的存在作动器死区的主动悬架的优化控制方法，其特征在于，所述四分之一车体的主动悬架模型方程的表达式为： m1z1″＝kt(q-z1)-ks(z1-z2)-ce(z1′-z2′)+Fd m2z2″＝ks(z1-z2)+ce(z1′-z2′)-Fd q、z1、z2分别为地面、轮胎以及车身的垂直位移；Fd为控制力；ks、kt为悬架弹簧刚度和轮胎刚度；m2、m1分别为簧载质量和非簧载质量；ce为悬架等效阻尼系数。 3.根据权利要求2所述的存在作动器死区的主动悬架的优化控制方法，其特征在于，在所述建立四分之一车体的主动悬架模型方程的步骤之后，所述方法还包括，将所述四分之一车体的主动悬架模型方程转换为主动悬架状态方程组，所述主动悬架状态方程组的表达式为： X＝AX+Bu(t) Y＝CX+Du(t) 其中主动悬架状态方程组中的A、B、C以及D分别表示状态矩阵、输入矩阵、输出矩阵以及传递矩阵，u表示输入矩阵，X以及Y为状态变量； X＝[x1 x2 x3 x4]T Y＝[y1 y2 y3 y4]T 其中，在状态变量X以及状态变量Y的表达式中： 4.根据权利要求3所述的存在作动器死区的主动悬架的优化控制方法，其特征在于，在转换后得到的主动悬架状态方程组中，状态矩阵A、输入矩阵B、输出矩阵C以及传递矩阵D的表达式分别为： 5.根据权利要求1所述的存在作动器死区的主动悬架的优化控制方法，其特征在于，所述作动器死区数学模型的表达式为： u＝DZ(v)＝ρv DZ(v(t))表示含死区特性执行器输入，ρ为执行器的控制增益，v为执行器的控制输入； gl(v)为死区特性的左斜坡特性，即当v≤bl时的特性；gr(v)为死区特性的右斜坡特性，即当v≥br时的特性，gl(v)和gr(v)为非线性函数。 6.根据权利要求5所述的存在作动器死区的主动悬架的优化控制方法，其特征在于，所述控制增益ρ可表示为： 7.根据权利要求1所述的存在作动器死区的主动悬架的优化控制方法，其特征在于，所述含作动器死区的四分之一车体主动悬架模型的表达式为： m1z1″＝kt(q-z1)-ks(z1-z2)-ce(z1′-z2′)+DZ(v) m2z2″＝ks(z1-z2)+ce(z1′-z2′)-DZ(v) DZ(v)＝ρv 8.根据权利要求7所述的存在作动器死区的主动悬架的优化控制方法，其特征在于，所述含作动器死区的四分之一车体主动悬架模型的公式，在转换为含作动器死区的四分之一车体主动悬架状态方程之后的各矩阵可表示为： 9.根据权利要求1所述的存在作动器死区的主动悬架的优化控制方法，其特征在于，所述基于最优控制器设计函数进行多次迭代以输出最优增益数据的方法包括如下步骤：根据公式u*＝-R-1BTPx＝-Kx计算得到所述最优增益值；其中K为最优反馈增益矩阵，P为常值正定矩阵，R为正定实对称常数矩阵。 10.一种存在作动器死区的主动悬架的优化控制系统，其特征在于，所述系统包括：模型建立模块，用于建立四分之一车体的主动悬架方程以及作动器死区数学模型；模型整合模块，用于将所述作动器死区数学模型加入到所述主动悬架模型方程中，以建立得到含作动器死区的四分之一车体主动悬架模型；增益输出模块，用于在所述含作动器死区的四分之一车体主动悬架模型中，基于最优控制器设计函数进行多次迭代以输出最优增益值。
所属类别：	发明专利