[发明专利]带有位置约束和输入饱和的汽车悬架事件触发控制方法

说明书

本发明公开了带有位置约束和输入饱和的汽车悬架事件触发控制方法，其特征在于包含以下步骤：(a)建立汽车非线性主动悬架控制系统的状态空间模型：(b)设定约束条件：(c)在控制器的设计过程中每一步都会选取一个候选的李雅普诺夫函数构造虚拟控制器直到最后一步构造真实的控制器；(d)定义跟踪误差变量；(e)构造虚拟控制律；(e)构造虚拟控制律；(g)构造虚拟控制律；(h)设计自适应律。该方法将汽车主动悬架系统建模成更贴合实际的非线性系统，而后将神将网络系统和自适应反步控制技术相结合，设计了有限时间自适应神经网络控制器；该方法节省了通讯资源降低了通讯负担，使控制器简单易于实施。

技术领域

本发明涉及汽车主动悬架控制技术，具体来说带有位置约束和输入饱和的汽车悬架事件触发控制方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，汽车走进了千家万户。汽车的普及也促使人们对汽车的要求也越来越高。由于常规的汽车悬架控制器是基于时间触发来设计，即只能无论道路情况如何控制器以固定周期采样的方式传输给执行器，这样会造成通讯负担的增加通讯资源的浪费。此外，为驾乘人员在车辆行驶过程中提供更舒适的体验，本发明设计了自适应控制器。综上所述，在保证安全的前提下如何设计控制器使得驾乘人员更舒适以及能节省网络通讯资源降低通讯负担是本发明的核心内容。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出了位置约束和输入饱和的汽车悬架事件触发控制方法，该方法针对汽车主动悬架系统无法精确建模问题，首先将汽车主动悬架系统建模成更贴合实际的非线性系统，而后将神将网络系统和自适应反步控制技术相结合，设计了有限时间自适应神经网络控制器；另外，该方法针对网络带宽有限的问题，提出了作用在控制器到执行器之间的事件触发机制，节省了通讯资源降低了通讯负担，使控制器简单易于实施。

带有位置约束和输入饱和的汽车悬架事件触发控制方法，包含以下步骤：

(a)建立汽车非线性主动悬架控制系统的状态空间模型，对于二自由度的非线性四分之一主动悬架模型，其动力学微分方程为：

其中,f₁(z_s,z_us)＝k_s1(z_s-z_us)+k_s2(z_s-z_us)²+k_s3(z_s-z_us)³,

m_s代表车身质量,m_us代表车轮质量,k_s1,k_s2,k_s3分别为悬架弹簧的线性系数、二次项系数和三次项系数,B_s代表悬架阻尼,k_us代表轮胎的线性弹簧系数,和分别代表悬架阻尼的线性系数和二次项系数,z_s代表车身的垂直位移,z_us代表非簧载质量的位移,z_r代表路面输入,u(v(t))代表主动悬架系统的控制输入，且存在如下形式的输入饱和：

选取车身的垂直位移、车身的速度、非簧载质量的位移和非簧载质量的速度为状态变量,即x₁＝z_s,x₃＝z_us,将悬架动力学微分方程转化为状态空间数学模型为：

所有系统的状态严格约束在如下的紧集内：

Ω_x:＝{x_i∈R||x_i|≤k_ci,i＝1,2,3,4}；