[发明专利]一种基于T-S模糊模型的汽车主动悬架H∞切换控制方法

权利要求书

1.一种基于T-S模糊模型的汽车主动悬架H∞切换控制方法，其特征在于，包括以下技术步骤：(1)设计状态反馈模糊控制器和输出反馈模糊控制器；(2)设计控制切换器；

1)状态反馈模糊控制器设计过程如下：

根据牛顿第二定律推导出如下表达式

式中m_s簧载质量，m_u为非簧载质量(轮胎、轮毂、制动卡钳、悬架连杆)，u为执行机构的主动控制力，k_s和c_s分别为悬架弹簧的刚度和阻尼，k_t和c_t分别代表轮胎的刚度和阻尼，z_s和z_u分别为簧载质量和非簧载质量的位移，z_r是路面输入位移；

确定悬架的状态空间模型：

其中x＝[x₁(t) x₂(t) x₃(t) x₄(t)]^T

x₁(t)代表悬架动挠度，x₂(t)代表轮胎的位移，x₃(t)代表簧载质量垂向速度，x₄(t)代表非簧载质量速度；

其中：

结合T-S模糊模型，得到如下结果:

规则i：IFξ₁(t)是M_l(ξ₁(t))并且ξ₂(t)是N_l(ξ₂(t)),

THEN

z₁(t)＝C_1ix(t)+D_iu(t),

z₂(t)＝C_2ix(t),

其中ξ₁(t)和ξ₂(t)为前提变量，M_l(ξ₁(t))和N_l(ξ₂(t))为所述前提变量ξ₁(t)和ξ₂(t)的一型模糊集，ξ(t)＝[ξ₁(t) ξ₂(t)]；

利用所述模糊规则i，可以得到如下T-S模糊模型：

基于T-S模糊模型的主动悬架H∞控制器如下：

当主动悬架系统的状态可以直接测量时，整体状态反馈模糊控制器如下：

其中K_ai为控制增益，i＝1,2,3,...N，

将模糊控制器应用于所述T-S模糊模型，可以得到如下闭环系统：

至此，状态反馈模糊控制器建立完毕；

2)设计输出反馈模糊控制器过程如下：

当主动悬架系统的状态无法直接测量时，或者是考虑成本和系统可靠性因素而无需测量时，整体输出反馈模糊控制器如下：

其中φ∈R^k时控制器的状态，A_b、B_b、C_b、D_b是待定的具有适当维数的常数矩阵；

将上述模糊控制器应用所述T-S模糊模型，可以得到如下闭环系统：

至此，输出反馈模糊控制器建立完毕。

2.根据权利要求1所述的一种基于T-S模糊模型的汽车主动悬架H∞切换控制方法，其特征在于步骤(2)中控制切换器的设计方法如下：

由传感器获取簧载质量速度记为a₁，在控制系统中对应当前系统状态x(k)；

经过t时刻后，传感器获取簧载质量速度a_t，此时对应系统状态x(k+t)，所述切换控制逻辑为：

其中p为给定值，可根据不同路况和不同悬架状态，依据专家经验取得，其中K_ai、K_bi为第i个反馈增益，可由如下步骤求得：

步骤2.1：输入控制矩阵A、B、B₁、C₁、C₂、D；

步骤2.2：根据相应的闭环系统构造线性矩阵不等式；

步骤2.3：求满足控制律的可行解X、Y；

步骤2.4：将X、Y代入则K_ai＝YX^-1。