[发明专利]汽车主动悬架系统的参数化控制方法

权利要求书

1.一种汽车主动悬架系统的参数化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立二分之一汽车主动悬架系统模型；

S2：将所述二分之一汽车主动悬架模型系统转换为耗散Hamilton系统模型；

S3：设计二分之一汽车主动悬架系统的参数化鲁棒控制器；

S4：获取所述参数化鲁棒控制器的参数范围；

S5：根据所述参数范围，调节所述参数化鲁棒控制器的参数以实现汽车行驶稳定性的优化控制。

2.根据权利要求1所述的汽车主动悬架系统的参数化控制方法，其特征在于，所述S1进一步包括：

建立汽车主动悬架系统的垂直和俯仰运动方程分别如式(1)和式(2)所示：

z_sf(t)＝z_c(t)-l₁θ(t)(1)

z_sr(t)＝z_c(t)+l₂θ(t)(2)

其中，z_sf(t)表示前车身位移，z_sr(t)表示后车身位移，l₁为前轮轴与车身质量的中心之间的距离，l₂为后轮轴与车身质量的中心之间的距离，θ(t)表示车身俯仰角，z_c(t)表示车身位移；

根据牛顿第二定律和静态平衡位置为原点质心的车身的垂直位移和角位移，建立主动悬架系统的动力学方程为：

msz··c(t)+ksf[zsf(t)-zuf(t)]+csf[z·sf(t)-z·uf(t)]+ksr[zsr(t)-zur(t)]+csr[z·sr(t)-z·ur(t)]=uf(t)+ur(t)---(3)]]>

Iθθ··(t)-l1ksf[zsf(t)-zuf(t)]-l1csf[z·sf(t)-z·uf(t)]+l2ksr[zsr(t)-zur(t)]+l2csr[z·sr(t)-z·ur(t)]=-l1uf(t)+l2ur(t)---(4)]]>

mufz··uf(t)-ksf[zsf(t)-zuf(t)]-csf[z·sf(t)-z·uf(t)]+ktf[zuf(t)-zrf(t)]=-uf(t)---(5)]]>

murz··ur(t)-ksr[zsr(t)-zur(t)]-csr[z·sr(t)-z·ur(t)]+ktr[zur(t)-zrr(t)]=-ur(t)---(6)]]>

根据上述式(1)至式(6)，得到简化方程：

z··sf(t)=z··c(t)+l1θ··(t)=a1{uf(t)-ksf[zsf(t)-zuf(t)]-csf[z·sf(t)-z·uf(t)]}+a2{ur(t)-ksr[zsr(t)-zur(t)]-csr[z·sr(t)-z·ur(t)]}---(7)]]>

z··sr(t)=z··c(t)+l2θ··(t)=a2{uf(t)-ksf[zsf(t)-zuf(t)]-csf[z·sf(t)-z·uf(t)]}+a3{ur(t)-ksr[zsr(t)-zur(t)]-csr[z·sr(t)-z·ur(t)]}---(8)]]>

其中，

式(7)和式(8)中m_s表示车身重量，m_uf和m_ur分别表示前后轮的簧下质量，表示距质心的转动惯量，z_uf和z_ur分别表示前后轮的簧下质量的位移，z_rf和z_rr分别表示前后轮的道路位移，k_sf和k_sr分别表示前后轮的悬架系统的弹簧力，c_sf和c_sr分别表示前后轮的悬架系统的阻尼力，k_tf和k_tr分别表示前后轮的轮胎弹力，u_f(t)和u_r(t)分别表示前后轮的主动悬架的外部控制器输入的控制力；

定义状态变量：x₁(t)＝z_sf(t)-z_uf(t)，x₂(t)＝z_sr(t)-z_ur(t)，x₃(t)＝z_uf(t)-z_rf(t)，x₄(t)＝z_ur(t)-z_rr(t)，

定义外部扰动输入为：参数化控制器为：

则，将运动方程转化为状态空间方程形式为：

x·(t)=Ax(t)+B1u(t)+B2w(t)---(9)]]>

其中，

A=000010-100000010-10000001000000001-a1ksf-a2ksr00-a1csf-a2csra1csfa2csr-a2ksf-a3ksr00-a2csf-a3csra2csfa3csra4ksf0-a4ktf0a4csf0-a4csf00a5ksr0-a5ktr0a5csr0-a5csr,]]>

B1=0000a1a2-a400000a2a30-a5T,B2=00-100000000-10000T,]]>

a4=1muf,a5=1mur.]]>