[发明专利]一种具有电液作动器的整车主动悬挂的状态反馈控制方法

说明书

本发明涉及一种具有电液作动器的整车主动悬挂的状态反馈控制方法，属于整车主动悬挂技术领域，包括以下步骤：建立整车主动悬挂系统动力学模型；建立单出杆电液伺服系统的负载动力学模型；选取状态变量，推导出具有单出杆电液伺服作动器的整车主动悬挂系统的状态空间表达式；根据整车主动悬挂的期望性能指标以及利用传感器测得的状态信号设计低复杂状态反馈控制率；根据步骤4中设计的低复杂状态反馈控制率证明具有单出杆电液作动器的整车主动悬挂系统稳定性；反复调节影响控制率的各个参数，直到仿真结果达到预期的控制效果。本发明可以解决整车主动悬挂系统中复杂的非线性问题、参数不确定问题和未知外部扰动问题，更加容易工程实现。

技术领域

本发明涉及一种具有电液作动器的整车主动悬挂的状态反馈控制方法，属于整车主动悬挂技术领域。

背景技术

车辆悬架是车架和车桥之间的一切传力连接装置的总称。它的功能是传递车架和车轮之间的作用力，减缓不平路面对车身振动的冲击，实时调节车身姿态，确保车辆行驶的安全性和平顺性。根据系统是否通过反馈信号产生控制，可以将悬架分为主动悬架和被动悬架两类。主动悬架能够通过在车身和轮轴之间放置额外的执行器来增加和消耗系统的能量，可以获得更好的悬架响应。因此，主动悬架的研究受到了越来越多研究者的关注，并且，许多先进的控制技术被提出。但整车主动悬挂系统及其控制方法存在以下不足之处：

一、现存的许多控制方案均假设主动悬架系统中所用作动器是理想力的发生装置，忽略了作动器自身动态特性的影响。实际上，作动器是主动悬架系统的关键部件，忽略作动器而设计的控制器，不可避免的限制了它们的实际应用。

二、考虑作动器的整车主动悬挂系统是整体复杂含不确定参数的非线性系统，因此，建立理论模型与实际系统之间存在巨大差距，导致设计控制器的困难性和复杂性。

三、针对具有液压作动器的主动悬挂系统中存在的复杂非线性问题，自适应神经网络和模糊逻辑控制方案均能获得良好的控制效果。但是，一个关键的问题是，建立在自适应基础上的具有函数逼近功能的控制方案有着复杂的结构和沉重的计算负担，这使得该算法在实际应用中的难以实施。

四、针对整车主动悬挂系统中存在的模型不确定和参数不确定问题，大多数控制方案是在反步控制自适应基础上进行开发的，然而这些控制方式对模型的依赖程度较高，并且在高阶系统的反步设计过程中，会产生较大的计算量，对不确定参数的在线学习，不利于实际试验中实时控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有电液作动器的整车主动悬挂的状态反馈控制方法，解决现有技术过于依赖精确系统模型信息的问题、解决现有技术所设计的控制器有着复杂的结构和沉重的计算负担，难以在实际工程中应用的问题。。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种具有电液作动器的整车主动悬挂的状态反馈控制方法，包括以下步骤：

步骤1：建立整车主动悬挂系统动力学模型；

步骤2：建立单出杆电液伺服系统的负载动力学模型；

步骤3：选取状态变量，推导出具有单出杆电液伺服作动器的整车主动悬挂系统的状态空间表达式；

步骤4：根据整车主动悬挂的期望性能指标以及利用传感器测得的状态信号设计低复杂状态反馈控制率；

步骤5：根据步骤4中设计的低复杂状态反馈控制率证明具有单出杆电液作动器的整车主动悬挂系统稳定性；

步骤6：反复调节影响控制率的各个参数，直到仿真结果达到预期的控制效果。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果有：