[发明专利]一种用于车辆模态解耦的分层控制方法、系统及介质

说明书

本发明公开了一种用于车辆模态解耦的分层控制方法、系统及介质，本发明方法的实施步骤包括：获取车辆的构造数据和行车数据，建立整车七自由度振动参考模型并用模态转换矩阵TF转换，得到一个用于将车辆模型表示为解耦模态坐标方程的新七自由度模态解耦方程，基于新七自由度模态解耦方程通过上层控制器根据控制目标求出期望模态控制力；通过下层控制器结合具体的悬架作动器系统模型跟踪获取的期望模态控制力。本发明能够使车辆的几种模态之间相互解耦，能够有效地提高整体控制质量，有利于降低控制系统的复杂性，可用于研究车辆运动、分析复杂的车辆模型、解决车辆运动时的多干扰、非线性、滞后、不确定性以及强耦合等问题。

技术领域

本发明涉及车辆控制技术，具体涉及一种用于车辆模态解耦的分层控制方法、系统及介质，用于实现车辆模态解耦的分层控制。

背景技术

车辆在行驶过程中有7种耦合运动模式，即车身主导的垂向、俯仰和侧倾模式，以及车轮组主导的垂向、俯仰、侧倾和扭曲模式，车辆行驶时，各振动模态之间相互耦合,即汽车悬挂质量和非悬挂质量产生的耦合振动，这不仅降低了车辆行驶平顺性,还降低了驾乘者的舒适度。悬架系统连接了车轮与车身，对悬架的控制能够直接改变车辆的运动模态，但是传统的对悬架的控制方式往往针对某一种模态进行控制，由于模态之间存在耦合，因此在对某一种模态进行控制的同时也会影响其它模态运动的性能，导致该模态运动性能提高了，但是降低了其他模态运动的性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种用于车辆模态解耦的分层控制方法、系统及介质，本发明能够使车辆的几种模态之间相互解耦，从而实现单独控制某一种模态而不影响其他运动模态，本发明分层控制利用模块化设计的优点，能够有效地提高整体控制质量，在设计控制器时采用分层控制方法可以避免控制模式的切换，有利于降低控制系统的复杂性。本发明解决了传统控制方法在针对某一种模态进行控制的同时不能保证其它模态的性能问题，车辆模态解耦分层控制方法的应用，对研究车辆运动、分析复杂的车辆模型、解决车辆运动时的多干扰、非线性、滞后、不确定性以及强耦合等问题具有深远的意义。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于车辆模态解耦的分层控制方法，实施步骤包括：

1)获取车辆的构造数据和行车数据；

2)根据构造数据和行车数据建立车辆的整车七自由度振动参考模型；

3)将车辆的整车七自由度振动参考模型用模态转换矩阵TF转换，得到一个用于将车辆模型表示为解耦模态坐标方程的新七自由度模态解耦方程；

4)基于新七自由度模态解耦方程通过上层控制器根据控制目标求出期望模态控制力；

5)通过下层控制器结合具体的悬架作动器系统模型跟踪获取的期望模态控制力。

优选地，步骤2)的详细步骤包括：

2.1)根据构造数据和行车数据建立车辆的整车七自由度振动参考模型，且所述整车七自由度振动参考模型的函数表达式如式(1)所示；