[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

说明书

本发明涉及滑模干扰观测补偿磁流变阻尼器的悬架系统和控制方法,簧载质量加速度传感器与车轮质量加速度传感将悬架系统运动状态向量输送给滑模干扰观测补偿磁流变阻尼器控制器，LQG控制器与滑模干扰观测器同时工作，LQG控制器、磁流变阻尼器输入电流求解器负责产生控制电流信号I_i，而滑模干扰观测器输出自矫正电流I_c。再通过加法模块相加，进入电流求解器，然后输出至数控电流源产生实际控制电流I_a，实际控制电流I_a作用于磁流变阻尼器产生实际控制力，从实现车辆自矫正磁流变半主动悬架的控制，这样能实时估计磁流变阻尼器的不确定性具体数值，调节矫正电流值改变原有磁流变阻尼器的阻尼力，实现磁流变阻尼器的不确定性矫正，提高悬架系统的性能。

技术领域

本发明涉及一种汽车半主动悬架系统领域，特别涉及一种滑模干扰观测补偿磁流变阻尼器的悬架系统和控制方法。

背景技术

悬架是汽车重要的结构与功能部件，对汽车的乘坐舒适性和行驶安全性有重要的影响，磁流变半主动悬架技术是车辆悬架系统的变革，它无需外接动力源，能根据车辆行驶工况的变化输出控制力，有望取得接近主动悬架的乘坐舒适性和轮胎接地性。

在磁流变半主动悬架工作的过程中，不确定性将会严重影响磁流变半主动悬架系统的性能，减振器作为耗能元件，随着工作环境的变化以及自身工况的变化，其内部的温度会大幅上升，研究表明温度从10℃上升到100℃，磁流变减振器的可控阻尼力下降了20%，磁流变减振器的沉降和漏油也会增加磁流变阻尼器的不确定性。

磁流变阻尼器的阻尼力不确定性过大对磁流变半主动悬架的性能影响很大，如果不加控制，有时会导致整个悬架系统失稳，甚至出现对安全极为不利的轮跳，磁流变半主动悬架系统的阻尼力不确定性严重影响它们的实际使用，因此，磁流变半主动悬架来说，磁流变不确定性补偿控制是其关键技术之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种滑模干扰观测补偿磁流变阻尼器的悬架系统和控制方法，利用设计的基于自矫正磁流变阻尼器能有效改善车辆磁流变半主动悬架的性能。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：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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