一种汽车主动悬架系统的多目标控制方法技术方案

一种汽车主动悬架系统的多目标控制方法，本发明专利技术涉及一种控制方法，具体涉及一种汽车主动悬架系统的多目标控制方法。本发明专利技术是为解决现有悬架控制技术设计模型较为简单，无法满足悬架系统的多目标控制性能，无法应对外界不确定参数对系统控制性能的影响，而提供了一种汽车主动悬架系统的多目标控制方法。汽车主动悬架系统的多目标控制方法按以下步骤实现：步骤一、建立非线性不确定四分之一主动悬架系统模型；步骤二、推导自适应反步递推控制器；步骤三、调节自适应反步递推控制器的控制增益参数。本发明专利技术应用于汽车主动悬架控制领域。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，本专利技术涉及一种控制方法，具体涉及。本专利技术是为解决现有悬架控制技术设计模型较为简单，无法满足悬架系统的多目标控制性能，无法应对外界不确定参数对系统控制性能的影响，而提供了。汽车主动悬架系统的多目标控制方法按以下步骤实现：步骤一、建立非线性不确定四分之一主动悬架系统模型；步骤二、推导自适应反步递推控制器；步骤三、调节自适应反步递推控制器的控制增益参数。本专利技术应用于汽车主动悬架控制领域。【专利说明】
本专利技术涉及一种控制方法，具体涉及。
技术介绍
随着汽车工业的发展，汽车主动悬架系统引起了众多研究者的注意，人们致力于提高乘坐的舒适度和驾驶的可操控性。使用先进的传感器和微执行器来实时的获取道路的信息，主动悬架系统已经具备对变化的路面条件而连续的调整自己的能力。主动悬架系统不仅包括支撑车身重量的功能，而且它还承担隔离驾乘人员由于路面不平引起的车体振动、最大程度上使轮胎和路面接触以确保车辆行驶的安全性。在主动悬架系统中，通过执行机构放置在车体与车架之间，来达到系统振动能量的耗散、稳定车体的垂直动态和提高驾乘人员的舒适度的要求。然而，主动悬架控制系统是典型的多目标控制系统。总的说来，汽车主动悬架系统的性能要求主要包括:1)驾乘的舒适度:极可能的隔离路面传递到人体的冲击和振动，以达到乘坐的舒适性；2)接地性:对驾车的安全性产生影响；3)悬架行程的限制:由于机械结构的限制，悬架行程有一定的运动范围。然而，这些性能通常是互相冲突的，所以对这些性能要求需要一定的折中考虑。为了消除这些性能之间的冲突，很多悬架系统的多目标控制已经被提出。传统方法在处理悬架系统的多目标控制问题时，可能会导致系统性能的降级，甚至造成悬架系统性能的不稳定。现有的方法的不足之处主要存在以下方面:一、较为简单的设计模型。在现有的主动悬架系统的研究中，为了方便悬架系统的分析与设计，经常采用线性化的数学模型。主要理想化了弹簧元件、执行器和阻尼器的数学模型，得到近似线性化的模型。然而，在实际中，汽车主动悬架系统为典型的非线性系统，理想化的近似会导致控制精度的降低；二、无法满足汽车悬架系统的多目标控制。对于汽车悬架系统而言，保证控制系统的稳定性是不够的，还需要考虑系统的其他性能优化指标。另外，传统的方法没有比较明确的理论来指导系统控制参数的选取。因为悬架系统的优化指标之间存在着相互冲突，给系统控制参数的选取带来了很大的困难；三、无法应对外界不确定性参数的影响。在汽车主动悬架控制中，因为乘客的数量和载荷发生改变时，车辆的负载很容易发生变化，汽车的质量参数也相应的发生变化，这种不可避免的参数不确定性将给控制的设计带来困难，而传统的控制策略往往会存在一定的局限性。
技术实现思路
本专利技术是为解决现有悬架控制技术设计模型较为简单，无法满足悬架系统的多目标控制性能，无法应对外界不确定参数对系统控制性能的影响，而提供了。汽车主动悬架系统的多目标控制方法按以下步骤实现:步骤一、建立非线性不确定四分之一主动悬架系统模型；步骤二、推导自适应反步递推控制器；步骤三、调节自适应反步递推控制器的控制增益参数。专利技术效果:本专利技术提出一种悬架系统多目标控制方法，考虑到实际车辆中存在负载参数的不确定性和行驶过程中车身的垂直动态响应，提出了多目标自适应反步递推控制方法，提高了驾驶的舒适度，并且保证了悬架行程系统和车辆行驶安全中所需要满足的性能约束，解决了非线性不确定四分之一主动悬架系统的垂直动态的镇定问题。本专利技术考虑到系统参数中存在的负载不确定性情况，对四分之一主动悬架系统建立了数学模型。从模型中可以看出四分之一主动悬架系统为典型的不确定系统，为了满足悬架控制系统的约束条件和提高驾驶的舒适度，本专利技术提出了一种使用界限Lyapunov函数的方法，来处理约束问题的自适应反步递推控制器，即使系统存在参数不确定的情况下，车身的垂直位移也能够在有限的时间内趋于零，系统达到稳定状态，并且通过设计光滑的轨迹轨线，可以预先设计稳定的时间，同时悬架的行程和车辆行驶的安全性能的约束条件都能够在控制器的设计中得到保证，从而实现了多目标控制的目的，最后从仿真中验证了所设计控制器的有效性，达到了预期的设计目的。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术流程图；图2是四分之一悬架系统的模型图；图3是车身垂直位移随时间的响应曲线【权利要求】1.，其特征在于汽车主动悬架系统的多目标控制方法按以下步骤实现: 步骤一、建立非线性不确定四分之一主动悬架系统模型； 步骤二、推导自适应反步递推控制器； 步骤三、调节自适应反步递推控制器的控制增益参数，即完成了汽车主动悬架系统的多目标控制方法。2.根据权利要求1所述的，其特征在于步骤一中所述建立非线性不确定四分之一主动悬架系统模型具体为: 根据牛顿第二定律，四分之一主动悬架系统的动态方程可表不为: 3.根据权利要求1所述的，其特征在于步骤二中所述设计自适应反步递推控制器包括以下四个部分:(一)、设计虚拟控制函数α，使得跟踪误差ei=Xl-Xir尽可能小，其中Xk是参考轨迹信号，结合式(7)、(8)，可以得到 4.根据权利要求1所述的，其特征在于步骤二中为了达到系统按照预定的时间和轨迹达到稳定，设计一个衰减的多项式作为参考轨迹，具体为规划一种特殊的多项式作为参考轨迹来代替零参考轨线，同时，通过预设时间来调节车身垂直加速度使其达到较低或者较高的水平； 5.根据权利要求1所述的，其特征在于步骤三中在系统遭受参数不确定性以外的扰动时，调节增益k” k2保证跟踪误差ei是有界的；同时，如果经过有限时间，系统仅遭受参数不确定性，则跟踪误差ei在有限时间收敛于其中系数向量a” i=0, I, 2，3，4满足如下的形式 【文档编号】B60G23/00GK103434359SQ201310406605【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月9日 优先权日:2013年9月9日 【专利技术者】潘惠惠, 高会军, 孙维超, 徐宁召 申请人:哈尔滨工业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车主动悬架系统的多目标控制方法，其特征在于汽车主动悬架系统的多目标控制方法按以下步骤实现：?步骤一、建立非线性不确定四分之一主动悬架系统模型；?步骤二、推导自适应反步递推控制器；?步骤三、调节自适应反步递推控制器的控制增益参数，即完成了汽车主动悬架系统的多目标控制方法。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘惠惠，高会军，孙维超，徐宁召，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：