[发明专利]一种对非线性主动悬挂系统实现有限时间控制的方法

说明书

本发明公开了一种对非线性主动悬挂系统实现有限时间控制的方法，首先建立主动悬挂系统模型方程，分析主动悬挂系统的空间状态及需要改进的性能指标；接着建立具有时滞补偿的误差系统，通过辅助系统补偿主动悬挂系统时滞的影响；其次通过误差系统建立李雅普诺夫函数关系，利用反演技术得出虚拟控制律a₁，控制律u，改善相应的性能指标；再次通过灰色神经网络训练得出补偿后误差系统的近似非线性函数；最后通过控制律u修正后，产生新的更小的主动悬挂系统时滞影响，在有限时间内重复不断循环本发明方法，从而实现对主动悬挂系统的有限时间进行稳定控制。

技术领域

本发明涉及一种控制方法，具体为一种对非线性主动悬挂系统实现有限时间控制的方法。

背景技术

对于主动悬挂系统的控制，现有的控制大部分是基于渐进稳定性。渐进稳定性的缺点是不能确定系统到达稳定状态的时间，而到达稳定状态的时间与系统快速性有关，所以基于渐进稳定的控制很难实现系统的快速性。而基于有限时间稳定的控制可以使系统在规定的时间内到达稳定状态，所以更有可能实现系统的快速性。

在现有的研究系统有限时间稳定和主动悬挂系统的非线性的文献中，多数采用为神经网络或自适应神经网络对系统的非线性函数进行拟合，但由于神经网络需要大量的数据支持且计算量大，从而严重影响了神经网络的实际应用。

因此，为了改进现有技术的不足，本发明设计了一种拟合精度高且计算量少的拟合方法。

发明内容

本发明在于克服现有技术的不足，提供一种对非线性主动悬挂系统实现有限时间控制的方法，所述方法可以实现主动悬挂系统的有限时间稳定控制。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种对非线性主动悬挂系统实现有限时间控制的方法，包括以下步骤：

(1)、建立主动悬挂系统模型方程，分析主动悬挂系统的空间状态及需要改进的性能指标，其中，所述的性能指标包括簧载质量加速度悬架挠度z_s-z_u、轮胎挠度z_u-z_r；

(2)、建立具有时滞补偿的误差系统，通过辅助系统补偿主动悬挂系统时滞的影响；

(3)、通过误差系统建立李雅普诺夫函数关系，利用反演技术得出虚拟控制律a₁，控制律u，改善相应的性能指标；

(4)、通过灰色神经网络训练得出补偿后误差系统的近似非线性函数；

(5)、通过控制律u修正后，会产生新的更小的主动悬挂系统时滞影响，在有限时间内重复步骤(1)开始循环。

优选的，在步骤(1)中，主动悬挂系统模型方程为：

其中，z_s，z_u分别为簧载质量和非簧载质量的垂直位移，z_r为道路的输入，m_s，m_u分别为簧载质量和非簧载质量，u为具有恒定时滞τ的主动控制力发生器，f_s，f_d为存在非线性因素的悬架部件的弹簧力和阻尼力函数，f_us，f_ud为轮胎受力等效替换的弹簧力与阻尼力；

令则主动悬挂系统的空间状态为：

其中，f(x，t)为：

优选的，在步骤(2)中，所述辅助系统的方程为：

与主动悬挂系统的误差系统为：