[发明专利]一种提升乘坐舒适性的主动悬架系统模糊控制方法

说明书

基于频域特征提升舒适性的主动悬架系统模糊控制方法，属于汽车悬架控制技术领域，涉及解决如何使汽车主动悬架闭环控制系统渐进稳定并且具有最优的有限频域扰动抑制性能指标，进而提升汽车乘坐舒适性的问题；首先建立汽车主动悬架系统动态方程，考虑汽车承重发生变化情况，建立汽车主动悬架系统的Takagi‑Sugeno(T‑S)模糊模型；然后设计分布式补偿模糊控制器，得到闭环悬架控制系统；给出用于刻画人体舒适性有限频域扰动抑制性能指标；基于Lyapunov稳定性理论以及线性矩阵不等式技术，对闭环主动悬架系统稳定性及有限频域扰动抑制性能进行了证明；解决了汽车承重变化复杂情形下，根据人体敏感频域特征信息有效增强悬架控制系统扰动抑制性能，从而提高汽车乘坐舒适性。

技术领域

本发明属于汽车悬架控制技术领域，涉及一种提升乘坐舒适性的主动悬架系统模糊控制方法。

背景技术

众所周知，以无人驾驶、清洁能源等技术为核心的汽车制造领域是世界强国竞争的角力场，吸引了越来越多的投入。作为汽车的主要部件，悬架系统，即位于汽车车轮与车身之间的连接减振系统，其性能优劣直接影响汽车的舒适性，因此对汽车悬架系统的研究具有极为重要的实际意义。目前，汽车通常采用最为高级的主动悬架系统。主动悬架系统在固定弹簧及阻尼结构的基础之上加入执行机构，通过设计控制率驱动执行机构辅助悬架系统运动，从而达到预期的系统性能。通过设计主动悬架控制器，使主动悬架系统能更好地适应复杂路面，达到更佳的振动抑制效果，实现汽车乘坐舒适性，称为一个重要的研究热点。

实际中的汽车主动悬架系统往往承重是变化的，另外随路面的改变还存在未知的外部扰动等，这些因素会影响汽车的乘坐舒适性，甚至造成悬架系统的不稳定。为了消除外部扰动等影响，一些控制方法中采用线性参数化的方式刻画系统中的不确定性，并在此前提下，设计控制方法实现了汽车主动悬架系统的控制问题。然而上述线性参数化方法无法处理诸如承重变化等更具一般性的不确定性。另外，国际标准ISO2631指出，人类对4-8Hz的垂直振动最为敏感，此频域段的振动会造成人体内脏共振，使人体产生不适感甚至伤害。现有的汽车主动悬架系统扰动抑制控制方法，并没有充分考虑人体在4-8Hz范围内对垂直振动更为敏感这一事实，从而无法保证扰动抑制性能指标达到最优。