[发明专利]一种汽车空气悬架的鲁棒控制系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种汽车空气悬架的鲁棒控制系统及其控制方法，包括传感器组、GPS导航模块、控制模块和执行机构，控制模块接收传感器组和GPS导航模块采集的信号，通过建立ECAS动力学模型求解鲁棒控制器K，以悬架动挠度、车轮垂向加速度和车身垂向加速度三者加权之和最小为目标，获得空气弹簧所需刚度，并通过容积电磁阀的开闭调节空气弹簧的刚度。本发明建立的增广ECAS汽车模型综合了载荷、刚度等变化、路面扰动和ECAS汽车动力学标称模型，并引入结构奇异值μ理论和小增益理论对该增广模型进行分析与综合，求解出的鲁棒控制器K能使ECAS系统在保持鲁棒稳定性的同时具有鲁棒性能，能够在继承原有系统绝大部分硬件的条件下，空气悬架的控制性得到极大提升。

主权项

1.一种汽车空气悬架的鲁棒控制系统的控制方法，其特征在于：鲁棒控制系统包括传感器组、GPS导航模块、控制模块和执行机构，所述传感器组和GPS导航模块分别与控制模块的输入端口相连，控制模块的输出端口连接执行机构，所述执行机构为由容积电磁阀控制的空气弹簧；所述控制模块接收传感器组和GPS导航模块采集的信号，通过建立ECAS动力学模型求解鲁棒控制器K获得空气弹簧所需刚度，控制容积电磁阀对空气弹簧进行调节；控制方法包括以下步骤：(1)汽车启动时，空气悬架鲁棒控制系统接通电源；(2)汽车行驶后，传感器组进行信号采样，同时GPS导航模块进行行车定位确定车辆所在道路，控制模块将其与储存的道路标准进行比对，确定出道路路面等级；(3)控制模块利用汽车行驶速度和道路路面等级计算出车轮路面激励，建立ECAS动力学模型求解鲁棒控制器K，以悬架动挠度、车轮垂向加速度和车身垂向加速度三者加权之和最小为目标，求解出与汽车行驶状态协调匹配的目标悬架刚度；(4)根据目标悬架刚度确定出容积电磁阀的目标开闭状态，并与容积电磁阀的当前状态进行比较获得各自状态偏差，并进行调整；(5)传感器组和GPS导航模块进入下一个采样周期，控制模块重复步骤(2)‑(4)的调控过程，并以此循环，直到汽车行驶停止为止。