【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车辆控制，特别是涉及一种考虑路面坡度影响的车辆主动悬架控制方法及系统。
技术介绍
1、受益于工业技术的快速发展，汽车的动力性和安全性有了很大的提高，汽车制造商开始更加重视噪声、振动和粗糙度问题。悬架系统作为最重要的车辆底盘部件，能够合理地隔离或抑制汽车在不平路面、行驶、制动和转向工况下的振动，直接决定了车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性。与被动悬架和半主动悬架不同的是，主动悬架系统在车身和车桥之间装有一个执行机构，可以消耗外部能量产生控制力同时改变刚度和阻尼系数，从而抑制振动的传递，因此在提高车辆的整体性能方面有很大的潜力。
2、近年来，学者们建立了不同的主动悬架动力学模型，通常包括四分之一车辆模型、半车辆模型或整车模型。实际上，车辆通常在非结构化道路和斜坡道路上行驶，这将不可避免地导致车身姿态的变化，进而影响车辆的平顺性和操纵稳定性。然而，在现有主动悬架控制研究的建模中，忽略了道路坡度的因素；此外，实际悬挂系统模型可能不同于预期模型。由于乘客数量和车辆载荷的变化，主动悬架系统中不可避免地存在一些不确定的参数，如簧载质量和转动惯量，由于车辆悬架部件磨损的影响，悬架参数也是不确定的，如果在控制器设计中不考虑未知参数和动态，控制性能会受到影响；另外随着经济的快速发展，世界能源日益匮乏，越来越多的汽车保有量加剧了能源危机，这对生活环境产生了负面影响，现有主动悬架控制方法只是针对悬架减震性能，忽略了主动悬架的能耗影响。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种考虑
2、一种考虑路面坡度影响的车辆主动悬架控制方法，其包括：
3、构建考虑路面坡度影响的三轴车辆的主动悬架动力学模型和理想参考模型；三轴车辆的三轴为前轴、中轴和后轴；
4、所述主动悬架动力学模型为：
5、
6、所述理想参考模型为：
7、
8、式中：mb为三轴车辆的质量，zb为三轴车辆的实际垂向位移，为三轴车辆的实际垂向加速度，psi为第i个悬架的非线性弹簧力，n为悬架的总数量，pdi为第i个悬架的非线性阻尼力，pti为第i个悬架处的车轮弹性力，ptdi为第i个悬架处的车轮阻尼力，d1为垂向扰动，ui为输入到第i个悬架的实际作动力，jx为车身侧倾方向的转动惯量，jy为车身俯仰方向的转动惯量，为车辆实际俯仰角，lbi为第i个悬架处的车轮距离车身纵向中心线的距离，θb为车辆实际侧倾角，hb为车辆质心高度，为车身俯仰角加速度，为车身侧倾角加速度，d2为俯仰扰动，d3为侧倾扰动，lei为第i个悬架处的车轮距离车身横向中心线的距离，mwi为第i个悬架处的簧下质量，zwi为第i个悬架处的簧下质量的位移，zbd为理想参考垂向位移，为理想参考垂向加速度，为理想参考俯仰角，为理想参考俯仰角加速度，θbd为理想参考侧倾角，为理想参考侧倾角加速度，cskyi为第i个悬架处的理想天棚阻尼系数，为第i个悬架与车身连接处的垂向运动位移，cgroundi为第i个悬架处的理想地棚阻尼系数，为第i个悬架处的车轮垂向运动速度；
9、基于所述悬架动力学模型得到车辆实际垂向位移、车辆实际俯仰角和车辆实际侧倾角；基于所述理想参考模型得到车辆理想垂向位移、车辆理想俯仰角和车辆理想侧倾角；
10、用所述车辆实际垂向位移减去所述车辆理想垂向位移得到车辆垂向位移误差，用所述车辆实际俯仰角减去所述车辆理想俯仰角得到车辆俯仰角误差，用所述车辆实际侧倾角减去所述车辆理想侧倾角得到车辆侧倾角误差；
11、构建车辆垂向运动扩张状态观测器、车辆俯仰运动扩张状态观测器和车辆侧倾运动扩张状态观测器；
12、基于所述车辆垂向位移误差，结合车辆垂向运动扩张状态观测器获得车辆垂向运动集总扰动，基于所述车辆俯仰角误差，结合车辆俯仰运动扩张状态观测器获得车辆俯仰运动集总扰动，基于所述车辆侧倾角误差，结合车辆侧倾运动扩张状态观测器获得车辆侧倾运动集总扰动；
13、基于所述车辆垂向运动集总扰动、所述车辆垂向位移误差得到车辆垂直方向理想控制力，基于所述车辆俯仰运动集总扰动、所述车辆俯仰角误差得到车辆俯仰方向理想控制力，基于所述车辆侧倾运动集总扰动、所述车辆侧倾角误差得到车辆侧倾方向理想控制力；
14、对所述车辆垂直方向理想控制力、所述车辆俯仰方向理想控制力和所述车辆侧倾方向理想控制力进行解耦得到车辆各个悬架的主动作动力。
15、可选地，所述车辆垂向运动扩张状态观测器的表达式为：
16、
17、所述车辆俯仰运动扩张状态观测器的表达式为：
18、
19、所述车辆侧倾运动扩张状态观测器的表达式为：
20、
21、式中：ez为车辆垂向位移误差，为车辆俯仰角误差，eθ为车辆侧倾角误差，bz1＝3ωz，ωz为垂向第一正值参数，为俯仰第一正值参数，bθ1＝3ωθ，ωθ为侧倾第一正值参数，γz为垂向第二正值参数，为俯仰第二正值参数，γθ为侧倾第二正值参数，mbn为mb的标称值，jyn为jy的标称值，jxn为jx的标称值，为第一正值参数，σxy为第二正值参数，0＜σxy＜1，δ为设计参数，δ＞0，y＝1，2，3，uz(t)为垂向运动控制器输出力，为俯仰运动控制器输出力，uθ(t)为侧倾运动控制器输出力，sign为符号函数。
22、可选地，所述车辆垂直方向理想控制力表达式为：
23、
24、所述车辆俯仰方向理想控制力表达式为：
25、
26、所述车辆侧倾方向理想控制力表达式为：
27、
28、式中：uz为车辆垂直方向理想控制力，kz为垂向控制增益，为俯仰控制增益，kθ为侧倾控制增益，kz＞0，
29、kθ＞0，mbn为mb的标称值，jyn为jy的标称值，jxn为jx的标称值。
30、可选地，各个悬架的主动作动力的解耦过程为：
31、
32、式中：ui′表示第i个悬架的理想作动力，lf表示前轴距离车辆质心的距离，lm表示中轴距离车辆质心的距离，lr表示后轴距离车辆质心的距离，b表示左右车轮轮距，inv表示逆矩阵。
33、可选地，第i个悬架的非线性弹簧力表达式为：
34、psi＝ksi(zbi-zwi)+knli(zwi-zbi)3；
35、第i个悬架的非线性阻尼力表达式为：
36、
37、第i个悬架处的车轮弹性力表达式为：
38、pti＝kti(zwi-zri)；
39、第i个悬架处的车轮阻尼力表达式为：
40、
41、式中：zbi为第i个悬架与车身连接处的垂向位移，为第i个悬架与车本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑路面坡度影响的车辆主动悬架控制方法，其特征在于，其包括：
2.根据权利要求1所述的考虑路面坡度影响的车辆主动悬架控制方法，其特征在于，所述车辆垂向运动扩张状态观测器的表达式为：
3.根据权利要求1所述的考虑路面坡度影响的车辆主动悬架控制方法，其特征在于，所述车辆垂直方向理想控制力表达式为：
4.根据权利要求1所述的考虑路面坡度影响的车辆主动悬架控制方法，其特征在于，各个悬架的主动作动力的解耦过程为：
5.根据权利要求1所述的考虑路面坡度影响的车辆主动悬架控制方法，其特征在于，第i个悬架的非线性弹簧力表达式为：
6.一种考虑路面坡度影响的车辆主动悬架控制系统，其特征在于，其包括：
7.根据权利要求6所述的考虑路面坡度影响的车辆主动悬架控制系统，其特征在于，所述车辆垂向运动扩张状态观测器的表达式为：
8.根据权利要求6所述的考虑路面坡度影响的车辆主动悬架控制系统，其特征在于，所述车辆垂直方向理想控制力表达式为：
9.根据权利要求6所述的考虑路面坡度影响的车辆主动悬架控制系统，其
10.根据权利要求6所述的考虑路面坡度影响的车辆主动悬架控制系统，其特征在于，第i个悬架的非线性弹簧力表达式为：
...【技术特征摘要】
1.一种考虑路面坡度影响的车辆主动悬架控制方法，其特征在于，其包括：
2.根据权利要求1所述的考虑路面坡度影响的车辆主动悬架控制方法，其特征在于，所述车辆垂向运动扩张状态观测器的表达式为：
3.根据权利要求1所述的考虑路面坡度影响的车辆主动悬架控制方法，其特征在于，所述车辆垂直方向理想控制力表达式为：
4.根据权利要求1所述的考虑路面坡度影响的车辆主动悬架控制方法，其特征在于，各个悬架的主动作动力的解耦过程为：
5.根据权利要求1所述的考虑路面坡度影响的车辆主动悬架控制方法，其特征在于，第i个悬架的非线性弹簧力表达式为：
...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。