[发明专利]一种主动悬架控制器的设计方法

权利要求书

1.一种主动悬架控制器的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：

S1、分析车辆动力学特点，建立基于半车的主动悬架动力学模型；

S2、分析主动悬架的性能要求，根据S1建立的主动悬架模型确定主要的控制目标；

S3、在S2的基础上，根据道路轮廓预览信息、执行器时滞和故障容错信息，建立含有轴距预瞄、时滞和容错的主动悬架系统闭环控制模型；

S4、对S3得出的闭环系统模型进行分析，确定在有限频域范围内，闭环系统渐进稳定、干扰抑制性能所需满足的条件；

S5、基于S4明确的条件，根据整车悬架控制系统闭环控制模型，采用李雅普诺夫稳定性分析法建立系统稳定的矩阵不等式；

S6、根据S5所确定的条件和对矩阵不等式进行线性化所得式，求取状态输出反馈增益，从而得到车辆主动悬架控制器。

2.根据权利要求1所述的主动悬架控制器的设计方法，其特征在于：所述S1建立的主动悬架动力学模型为：

其中，A、B₁、B₂、C分别是系统状态方程中的系数矩阵；

其中m_s是车身质量；m_uf、m_ur表示前后悬挂的非簧载质量；l₁、l₂表示车身重心到前后悬架的距离；I_y是车身转动惯量；θ为车身俯仰角；z_s为质心簧载质量位移；z_uf、z_ur分别为前后非簧载质量位移；k_sf、k_sr表示前后悬架的刚性系数；k_tf、k_tr表示前后轮胎的刚性系数；c_sf、c_sr表示前后悬架的阻尼系数；c_tf、c_tr表示前后轮胎的阻尼系数；u_f、u_r表示前后执行机构产生的控制力；z_sf、z_sr分别为前后簧载质量位移；z_rf、z_rr分别为前后路面垂向位移；

选取状态向量x(t)＝[x₁ x₂ x₃ x₄ x₅ x₆ x₇ x₈]^T，干扰输入控制输入为u(t)＝[u_f(t) u_r(t)]^T；

其中x₁＝z_sf(t)-z_uf(t)，x₂＝z_sr(t)-z_ur(t)，x₃＝z_uf(t)-z_rf(t)，x₄＝z_ur(t)-z_rr(t)，z_sf、z_sr分别为前后簧载质量位移；z_uf、z_ur分别为前后非簧载质量位移；z_rf、z_rr分别为前后路面垂向位移；因和悬架行程的值分别可由速度传感器、陀螺仪和位移传感器测量，故输出向量可表示为：

3.根据权利要求2所述的主动悬架控制器的设计方法，其特征在于：所述S2中，主动悬架的主要控制目标包括乘车品质、悬架行程约束、抓地能力和执行器饱和。