[发明专利]一种电控悬架整车耦合的最优控制方法

说明书

本发明公开了一种电控悬架整车耦合最优控制方法，是基于耦合俯仰和侧倾运动的整车悬架模型，并应用在包含信息收集机构的电控悬架中，包括：(1)布置信号收集机构，(2)利用整车横向模型获得横向加速度，(3)收集纵向加速度，(4)搭建耦合俯仰和侧倾的整车悬架模型，(5)建立整车耦合模型的状态方程和输出方程，(6)执行整合耦合控制方法。本发明能够实现对整车垂向、横向、纵向模型的耦合和基于整车耦合模型的最优悬架参数匹配，从而有效改善车辆姿态和行驶平顺性。

技术领域

本发明设计车辆底盘悬架控制领域，具体涉及到一种耦合俯仰和侧倾运动的整车悬架模型搭建方法及其最优控制策略。

背景技术

悬架系统是汽车中连接车身和车轮的一个重要结构组成，其主要作用是对路面产生的冲击载荷进行缓冲和衰减，以抑制车轮的跳动和降低车身的不规则振动，改善和提高车辆的行驶平顺性和乘坐舒适性。

整车悬架系统是由四个悬架系统和其耦合关联而成，汽车的平顺性、操纵性和稳定性都和悬架系统有关。路面的激励通过轮胎和悬架传递到车身，悬架来减弱路面的振动激励来减小车身的振动；同时，车辆在转弯时所产生的侧倾特性和加速制动产生的俯仰特性，通过悬架传递到车轮，车辆的稳定控制系统通过控制制动力和转向来控制车身稳定性。

在汽车的研发和设计过程中，为了更准确的对车辆状态进行预测和控制，根据悬架、轮胎、转向系统和制动系统的结合，已经建立出许多不同的车辆模型。然而，所建立的模型是有局限性的，不能完整准确的描述车辆在不同情况下的状态。与此同时，相对应建立的控制算法也只能单独针对某一系统进行控制，没有将各个系统之间的内在联系考虑在内，很大程度上影响了期望得到的结果。

发明内容

本发明是为了解决上述现有模型存在的不足之处，提出一种电控悬架整车耦合的最优控制方法，以期通过单一耦合模型来实现对车辆垂向、横向、纵向运动控制和最优悬架参数匹配，从而能有效改善车辆行驶的姿态和平顺性。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明一种电控悬架整车耦合的最优控制方法的特点按如下步骤进行：

步骤1：布置信号收集机构；

所需信号收集机构包括：转角传感器、车速传感器、纵向加速度传感器；

所述转角传感器安装在方向盘下方的方向柱内，用于收集前轮转角信号；

所述车速传感器安装在变速箱输出轴的一侧，用于收集实时的汽车车速；

所述纵向加速度传感器安装在汽车重心的前端，用于收集车辆行驶时的纵向加速度；

步骤2：利用整车横向模型获得横向加速度；

步骤2.1：设定当前时刻为t并初始化，获取信号收集机构所采集的数据，包括：当前时刻t整车的前轮转角δ(t)、车速v(t)和俯仰运动的纵向加速度a_x(t)；

步骤2.2：根据当前时刻t整车的前轮转角δ(t)和车速v(t)，利用整车横向模型计算整车质心的侧偏角速度和横摆角速度

步骤2.3：利用式(1)计算当前时刻t整车侧倾运动的横向加速度a_y(t)；

步骤3：搭建耦合俯仰和侧倾运动的整车悬架模型，即整车耦合模型；