[发明专利]一种基于H∞预演控制的车辆主动悬架系统的控制方法

权利要求书

1.一种基于H_∞预演控制的车辆主动悬架系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：

步骤一、建立半车主动悬架系统模型，过程如下：

根据牛顿第二定律，悬架系统的动力学方程为：

式(1)-(4)中，弹簧动态和阻尼特性的输出力遵循以下关系：

公式(1)-(6)中，M表半车车身质量，I表示半车车身转动惯量，θ表示车身质心处的俯仰角，z_c为质心垂直位移，a、b分别为车身质心至前、后轴的距离，f_f和f_r分别表示前后悬架部分的弹簧拉力和阻尼力，m_f和m_r分别表示前、后轮的非簧载质量，k_f2和k_r2分别表示前、后轮胎的刚度系数，k_f1、k_r1为前、后悬架减振弹簧的刚度系数,b_f、b_r分别为前、后悬架阻尼系数，z₀₁和z₀₂分别为前、后轮相对地面的垂直位移，z₁、z₂为前、后轮相对平衡态的垂直位移；u₁和u₂表示执行器输入力；

定义状态变量

x＝[x₁，x₂，x₃，x₄，x₅，x₆，x₇，x₈]′ (7)

其中

x₁＝z_c+aθ-z₁；x₃＝z_c+bθ-z₂；

根据(1)-(8)推导出,半车主动悬架系统的状态空间模型如下：

其中，x是系统状态变量；u＝[u₁，u₂]′为系统的控制输入；是扰动输入，即高低起伏的路面变化信息,假设其能量有限；y为系统的被调节输出；

步骤二、提出基于H_∞预演控制的车辆主动悬架系统的控制律如下：

(10)中h表示车辆前后轮经过同一地点的时间差、t表示时间、w(t-h+s)表示t-h+s时刻系统的扰动、其它所涉及到的控制增益由以下方程的稳定解及已知的系统参数决定：

式(12)中γ为提前给定的H_∞预演控制抑噪水平指标,其它参数如下：

为根据已知的状态系数矩阵通过Riccati方程(11)解出一个稳定的解；X_γ为利用A_γ、R_γ、求解Riccati方程(12)得的解。

2.如权利要求1所述的基于H_∞预演控制的车辆主动悬架系统的控制方法，其特征在于：所述步骤二中，控制律设计过程如下：

2.1)首先根据已知的状态系数矩阵通过Riccati方程(11)解出一个稳定的解

2.2)根据方程(13)-(18)分别求解出中间矩阵G_c(t)、B_τ(t)、A_γ、R_γ；

2.3)利用A_γ、R_γ、求解Riccati方程(12)得到X_γ；

2.4)根据方程(10)得到最终的控制律u。