[发明专利]车辆悬架的滑模控制方法

说明书

车辆悬架的滑模控制方法，属于车辆控制领域。为了解决现有的控制方法应用于车辆磁流变悬架存在减振效果不理想的问题。本发明将最优控制与滑模控制相结合，形成基于平顺性能指标的最优滑模控制，控制器能根据最优控制指标确定滑模切换面方程，使系统沿着切换面运动，从而系统获得了最优性能以及良好的变工况鲁棒性。本发明还进一步将最优滑模控制得到的悬架质心加速度和质心俯仰角加速度分别乘以相应的系数，作为底层控制的目标。最后将PSO‑模糊PI应用到解耦悬架的底层控制中，从而实现车辆磁流变悬架的分层控制，这样通过底层控制算法分别得到前后悬架的控制阻尼力，能够进一步提升控制效果。本发明用于车辆悬架的控制。

技术领域

本发明涉及一种车辆的控制方法。属于车辆控制领域。

背景技术

近年来，以控制策略为手段，研究悬架系统的减振性能成为国内外学者研究的热点问题。根据实现控制的方法不同，将具有控制功能的悬架系统分为主动控制悬架系统和半主动控制悬架系统，从而突破了被动悬架系统的减振器模式。与全主动控制悬架相比，半主动控制悬架不需要主动输入能量，只需要根据车辆行驶工况的要求调节控制悬架系统的阻尼或弹簧刚度，安全可靠，易于实现，具有很重要的推广应用价值。

基于磁流变阻尼器的半主动悬架系统具有优良的减振效果，有效地提高车辆行驶平顺性、舒适性，目前已经成为国内外研究的热点问题。在国外车型中，法拉利599、California、458 Italia、F12 Berlinetta、FF和凯迪拉克中低档ATS、CTS、XTS车型中均装配有磁流变式半主动悬架控制系统，随着磁流变式半主动悬架研究的深入与汽车试验研究工作的日渐成熟，磁流变半主动悬架有着向中档车推广的趋势，对于国内车企，为了研发出具有同国外磁流变悬架系统在不同行驶工况下相近的车辆平顺性，已经对半主动整车悬架控制系统进行研究。车辆座椅是车辆减振系统的重要组成部分，它可以使司乘人员避免高强度的振动。特别是重型汽车、农用车以及工程车辆的工作环境较差、载荷大、行驶过程振动大，改进其整车悬架减振效果不理想，但提高座椅减振性能方便易行、周期短、见效快。因此，研究和改善座椅动态性能对于提高车辆乘坐舒适性有着重要的意义。但磁流变阻尼器的控制方面是研发半主动车型的难点，因此磁流变半主动悬架有效的控制方法成为研发的重点与难点。

发明内容

本发明是为了解决现有的控制方法应用于车辆磁流变悬架存在减振效果不理想的问题。

车辆悬架的滑模控制方法，包括以下步骤：

步骤1、针对半车4自由度车辆模型进行动力学分析，并确定状态方程：

状态向量X＝(x₁,x₂,x₃,x₄,x₅,x₆,x₇,x₈)^T，其中x₁＝z₁₁-q₁,x₂＝z₂₁-q₂,x₃＝z₁₂-z₁₁,x₄＝z₂₂-z₂₁,为X的一阶导数；

输入向量U^*＝[F₁,F₂,q₁,q₂]^T；

输出向量为：

Y＝(y₁,y₂,y₃,y₄,y₅,y₆)^T