[发明专利]一种汽车主动悬架系统的容错自适应控制方法

权利要求书

1.一种汽车主动悬架系统的容错自适应控制方法，其特征在于汽车主动悬架系统的容错自适应控制方法按以下步骤实现：

步骤一、建立非线性半车主动悬架模型，该步骤包括以下两个内容：

(一)、建立健康执行器的非线性半车主动悬架模型；

(二)、建立执行器故障时的非线性半车主动悬架系统模型；

步骤二、设计非线性鲁棒控制器；

步骤三、调节非线性鲁棒控制器的控制增益参数。

2.根据权利要求1所述的一种汽车主动悬架系统的容错自适应控制方法，其特征在于步骤一(一)中所述建立健康执行器的非线性半车主动悬架模型具体为：

根据牛顿第二定律，其簧上质量与簧下质量的理想动态方程可表示为：

Mz··c=Ψ1(t)+u1+u2+Fl---(1)]]>

mfz··1=Fsf+Fdf-Ftf-Fbf-u1---(3)]]>

mrz··2=Fsr+Fdr-Ftr-Fbr-u2---(4)]]>

其中函数Ψ₁(t)和Ψ₂(t)具体表示为：

Ψ₁(t)＝-F_df-F_dr-F_sf-F_sr          (5)

Ψ₂(t)＝-a(F_df+F_sf)+b(F_dr+F_sr)    (6)

公式(1)～(6)中M代表簧上质量，I代表车身俯仰运动的转动惯量，z_c表示悬架系统的垂直位移，m_f为前轮的簧下质量，m_r为后轮的簧下质量，F_df为前悬架组件中的阻尼力，F_dr为前悬架组件中的弹簧弹性力，F_sf为后悬架组件中的阻尼力以及F_sr为后悬架组件中的弹簧弹性力，F_tf前轮胎产生的弹性力，F_tr前轮胎产生的阻尼力，F_bf为后轮胎产生的弹性力，F_br为后轮胎产生的阻尼力，F_l代表摩擦力和代表其他未建模动态，为俯仰角，z₁，z₂为簧下质量位移，a，b分别代表前后悬架组件中心到车身质量中心的距离，u₁，u₂为主动悬架系统的控制输入；

弹簧、阻尼与轮胎输出力动态表达式如下：

F_sf＝k_f1Δy_f，F_sr＝k_r1Δy_r，

Fdf=bf1Δy·f,]]>Fdr=br1Δy·r,]]>

F_tf＝k_f2(z₁-z_o1)，F_tr＝k_r2(z₂-z_o2)，

Fbf=bf2(z·1-z·o1),]]>Fbr=br2(z·2-z·o2),]]>

上式中k_f1是前悬架组件弹簧刚度系数，k_r1是后悬架组件弹簧刚度系数，b_f1为前悬架组件阻尼系数，b_r1为后悬架组件阻尼系数，k_f2，k_r2和b_f2，b_r2分别代表轮胎的刚度系数与阻尼系数，z₀₁，z₀₂为路面扰动位移输入；

Δy_f代表前悬架的行程，Δy_r代表后悬架的行程，表示为：

即完成了基于健康控制器的半车主动悬架系统的数学模型的建立。