[发明专利]滑模干扰观测补偿磁流变阻尼器的悬架系统和控制方法

权利要求书

1.滑模干扰观测补偿磁流变阻尼器的悬架系统，包括磁流变半主动悬架，其特征在于：所述磁流变半主动悬架包括车轮质量、等效成弹簧的轮胎、数控电流源以及簧载质量、滑模干扰观测补偿磁流变阻尼器控制器，所述车轮质量与等效成弹簧的轮胎组成车轮，所述车轮位于簧载质量的下方，所述簧载质量与车轮质量之间并联有悬架弹簧和磁流变阻尼器，使行驶过程中的地面通过等效成弹簧的轮胎作用于车轮使悬架产生振动，所述簧载质量上设有簧载质量加速度传感器，所述车轮质量上装有车轮质量加速度传感器，所述簧载质量加速度传感器与车轮质量加速度传感器各自通过信号线连接于滑模干扰观测补偿磁流变阻尼器控制器，磁流变阻尼器通过信号线连接于数控电流源，所述数控电流源通过信号线连接于滑模干扰观测补偿磁流变阻尼器控制器；

所述簧载质量为m₂，所述车轮质量为m₁，所述等效成弹簧的轮胎的刚度为k₁，所述悬架弹簧的刚度为k₂，所述车轮质量的垂直位移值为z₁，所述簧载质量的垂直位移值为z₂；所述磁流变阻尼器的粘性阻尼为；路面输入为q；所述磁流变阻尼器输出的阻尼力为；所述磁流变半主动悬架的运动微分方程为：

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2.根据权利要求1所述的滑模干扰观测补偿磁流变阻尼器的悬架系统，其特征在于：所述滑模干扰观测补偿磁流变阻尼器控制器包括LQG控制器、磁流变阻尼器输入电流求解器、滑模干扰观测器和自矫正补偿器、加法模块、电流求解器，所述簧载质量加速度传感器与车轮质量加速度传感将采集信号输入求取为悬架系统运动状态向量x，所述LQG控制器负责根据当前的悬架系统运动状态向量x求取控制力信号F_MR，所述磁流变阻尼器输入电流求解器将控制力信号F_MR转化后输入至磁流变阻尼器，产生此控制电流信号I_i，所述LQG控制器工作的同时，所述滑模干扰观测器同时工作，悬架系统运动状态向量x输入到滑模干扰观测器当中，并输出磁流变阻尼器阻尼力不确定性数值，在将磁流变阻尼器阻尼力不确定性的数值输入到自矫正补偿器中，输出自矫正电流I_c，所述磁流变阻尼器输入电流求解器输出的控制电流信号I_i和自矫正补偿器输出的自矫正电流再通过加法模块相加后输入至所述电流求解器内，再由电流求解器输出至数控电流源产生实际控制电流I_a，所述实际控制电流I_a作用于磁流变阻尼器产生实际控制力，实现车辆自矫正磁流变半主动悬架的控制。

3.根据权利要求2所述的滑模干扰观测补偿磁流变阻尼器的悬架系统，其特征在于：所述磁流变阻尼器通过电流控制的控制力为；所述控制力的励磁电流系数为；不受电流影响的输出力为；所述控制电流信号I_i的运算公式为：。

4.根据权利要求2所述的滑模干扰观测补偿磁流变阻尼器的悬架系统，其特征在于：所述活塞运动速度为v，所述磁流变阻尼器阻尼力不确定性数值的运算公式为：，且。

5.根据权利要求3所述的滑模干扰观测补偿磁流变阻尼器的悬架系统，其特征在于：所述磁流变半主动悬架的性能指标为J，且车身加速度为、轮胎动载荷为F_d、悬架动挠度为f_d；加权系数为1；F_d² 的加权系数为，f_d²的加权系数为δ2_；所述磁流变半主动悬架的性能指标J的运算公式为：。

6.根据权利要求3所述的滑模干扰观测补偿磁流变阻尼器的悬架系统，其特征在于：所述自矫正补偿器增益系数为K_pid，反馈增益为K_p，微分时间常数为K_d，积分时间常数为K_i，通过调节电流值I_c，改变原有磁流变阻尼器的阻尼力，实现了磁流变阻尼器的不确定性矫正，所述自矫正补偿器增益系数K_pid的运算公式为：。