[发明专利]磁流变半主动悬架阻尼力约束线性分段控制方法

权利要求书

1.一种磁流变半主动悬架阻尼力约束线性分段控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：测试磁流变阻尼器的非线性特性，在振动速度和阻尼力坐标系下得到阻尼力可调节范围的外包络线；

S2：按照振动速度对磁流变阻尼器的振动区间进行划分，并在每个子区间上用常数对外包络线进行近似，得到线性分段的阻尼力约束；

S3：结合车身质量、悬架弹簧、车架质量、轮胎特性以及阻尼力约束，构建具有线性分段阻尼力约束的磁流变半主动悬架模型；

S4：建立考虑车身垂向振动加速度、悬架伸缩量和车轮动态载荷的加权性能指标，通过线性矩阵不等式的优化方法，计算得到阻尼力的控制规律；

S5：根据阻尼力控制规律，利用传感器获取的实时振动信号计算得到减振所需的阻尼力；

S6：利用磁流变阻尼器逆模型，将计算得到的阻尼力转化为实际的驱动电流。

2.根据权利要求1所述的一种磁流变半主动悬架阻尼力约束线性分段控制方法，其特征在于：所述S1中，在测试前先建立包含阻尼力的悬架系统振动模型

其中：m_s--车身质量，m_u--车架质量，k_s--弹簧刚度，k_t--轮胎等效刚度，z_s--车身垂直位移，z_u--车架垂直位移，z_r--路面垂向激励，F--阻尼力。

3.根据权利要求2所述的一种磁流变半主动悬架阻尼力约束线性分段控制方法，其特征在于：所述S1中，根据磁流变阻尼器测试结果，得到阻尼力的外包络线表达式

其中：--悬架伸缩速度，i＝{1,...,6}--边界直线，g_u--上包络线，g_l--下包络线。

4.根据权利要求3所述的一种磁流变半主动悬架阻尼力约束线性分段控制方法，其特征在于：所述S2中，根据悬架伸缩速度，将阻尼力区间分成N个子区间，通过定义每个子区间的速度边界为p_Li和p_Ui，结合(2)和(3)，得到阻尼力在每个子区间的定常约束值如下

q_Li＝g_l(p_Li),q_Ui＝g_u(p_Ui) (4)

其中：q_Li--子分区阻尼力下边界，q_Ui--子分区阻尼力上边界。

5.根据权利要求4所述的一种磁流变半主动悬架阻尼力约束线性分段控制方法，其特征在于：所述S3中，根据表达式(1)和(4)，建立状态空间描述下带有线性分段约束的磁流变半主动悬架模型如下

其中：--系统状态，u＝F--控制量，--外部扰动，A_i，B_i和B_wi--系统矩阵，--分区定义域，--分区阻尼力约束。

6.根据权利要求5所述的一种磁流变半主动悬架阻尼力约束线性分段控制方法，其特征在于：所述S4中，根据抑制簧上质量加速度、减小悬架伸缩量和抑制轮胎动态载荷的性能需求，建立状态空间下的性能输出方程如下

z(t)＝C_ix(t)+D_iu(t) (6)

其中：--性能状态，C_i和D_i--性能输出矩阵。