一種汽車懸架系統的模糊采樣數據控制方法技術方案

技術編號：13365379 閱讀：118 留言：0更新日期：2016-07-18 19:29

一種汽車懸架系統的模糊采樣數據控制方法，其步驟如下：建立起汽車懸架系統動態模型；確定出汽車底盤的彈性質量ms(t)和輪部件的非彈性質量mu(t)的變化范圍；構造兩個關鍵物理量來用于評價控制方法的性能優劣；建立起汽車懸架系統的狀態空間模型；根據ms(t)和mu(t)的可變特性，利用Takagi-Sugeno模糊模型建模規則建立汽車懸架系統的模糊狀態空間模型；得到整體性的汽車懸架系統的模糊狀態空間模型及模糊采樣數據控制器，并進行汽車懸架系統的在線控制。本發明專利技術能夠實現汽車懸架系統的高性能控制目標，滿足駕駛過程中的高舒適度以及高安全性；并且魯棒性強，簡易可行，完全滿足汽車懸架系統在線控制的實時性要求；實現了用戶駕乘體驗的個性自主化，彰顯了以客戶為中心的設計理念。

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【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于智能汽車制造領域，尤其涉及一種汽車懸架系統的模糊采樣數據控制方法。
技術介紹
近年來，隨著科學技術的進步，社會經濟的發展和人民生活水平的逐步提高，人們對汽車的需求越來越大，汽車的使用越來越普及，但是隨著高速公路的發展和人們對汽車性能不斷的提高要求，普通的汽車懸架已經越來越不能滿足人民的高要求。除了人們都普遍關注的發動機、軸距和排量外，駕駛舒適度以及安全性也是高檔汽車所要具備的重要性能，而與這些重要性能指標密切相關的便是汽車懸架系統。懸架系統設計的最初期是被動懸架，在設計好之后，不能改變其性能參數，不能夠根據路面狀況來調節阻尼系數和彈簧剛度，其性能不能滿足人們日益增長的需求。汽車行駛的平順性和操縱穩定性是衡量汽車性能好壞的主要指標，而它又直接受到汽車懸架系統性能好壞的影響。從技術上講，汽車懸架是指車架、車身與車橋之間一切傳動裝置的總稱，路面作用于車輪上的垂直反力(支撐力)，縱向反力(牽引力和制動力)和側向反力以及這些力所產生的力矩都要通過懸架傳遞到車架(或承載式車身)。汽車懸架系統的主要作用是在傳遞這些力和力矩的同時，緩和不平路面傳給車架或車身的沖擊載荷，抑制車輪的不規則振動，提高車輛平順性(乘坐舒適性)和安全性(操縱穩定性)。懸架系統是影響汽車性能的關鍵部件，建立合適的汽車懸架系統模型以及研究其控制問題對提高車輛平順性和安全性，有著非常重要的意義，且汽車懸架系統的優化設計對車輛的總體性能有著重大的影響。近年...

【技術保護點】
一種汽車懸架系統的模糊采樣數據控制方法，其特征在于：它包括以下技術步驟：1)應用力學原理建立起如下汽車懸架系統動態模型：ms(t)z··s(t)+cs[z·s(t)-z·u(t)]+ks[zs(t)-zu(t)]=u(t),---(1)]]>mu(t)z··u(t)+cs[z·u(t)-z·s(t)]+ks[zu(t)-zs(t)]+kt[zu(t)-zr(t)]+ct[z·u(t)-z·r(t)]-u(t),---(2)]]>其中，ms(t)為汽車底盤的彈性質量，單位為Kg；mu(t)為車輪部件的非彈性質量，單位為Kg；u(t)為汽車懸架系統的控制輸入量，單位為N；zs(t)為ms以水平地面為起始點垂直向上方向上的坐標位置，單位為m；zu(t)為mu以水平地面為起始點垂...

【技術特征摘要】
1.一種汽車懸架系統的模糊采樣數據控制方法，其特征在于：它包括以下技術步驟：
1)應用力學原理建立起如下汽車懸架系統動態模型：
ms(t)z··s(t)+cs[z·s(t)-z·u(t)]+ks[zs(t)-zu(t)]=u(t),---(1)]]>mu(t)z··u(t)+cs[z·u(t)-z·s(t)]+ks[zu(t)-zs(t)]+kt[zu(t)-zr(t)]+ct[z·u(t)-z·r(t)]-u(t),---(2)]]>其中，ms(t)為汽車底盤的彈性質量，單位為Kg；mu(t)為車輪部件的非彈性質量，單位為
Kg；u(t)為汽車懸架系統的控制輸入量，單位為N；zs(t)為ms以水平地面為起始點垂直向上
方向上的坐標位置，單位為m；zu(t)為mu以水平地面為起始點垂直向上方向上的坐標位置，
單位為m；zr(t)為以水平地面為起始點垂直向上方向上路面接觸點坐標位置，單位為m；cs為
汽車懸架系統的阻尼系數，單位為N/(m/s)；ks為汽車懸架系統的硬度系數，單位為N/m；ct為汽
車輪胎的阻尼系數，單位為N/(m/s)；kt為汽車輪胎的硬度系數，單位為N/m；
2)基于汽車的機械結構特性和可允許乘客數目及質量的變化情況，確定出ms(t)和mu(t)
的變化范圍為：ms(t)∈[msmin,msmax]和mu(t)∈[mumin,mumax]；
3)考慮與高舒適度和高安全性相關的主要影響因素，構造如下兩個物理量來用于評價控
制方法的性能優劣，
z1(t)=z··s(t),---(3)]]>z2(t)=zs(t)-zu(t)zmaxkt(zu(t)-zr(t))(ms(t)+mu(t))gT,---(4)]]>其中，g為重力常數，單位為N/Kg；zmax為汽車懸架系統的最大偏移量，單位為m；且有
|zs(t)-zu(t)|≤zmax和kt(zu(t)-zr(t))<(ms(t)+mu(t))g同時成立；
4)根據所述步驟1中給出的汽車懸架系統動態模型，建立起汽車懸架系統的狀態空間模
型：
x·(t)=A(t)x(t)+Bw(t)w(t)+B(t)u(t)z1(t)=C1(t)x(t)+D1(t)u(t)z2(t)=C2(t)x(t)---(5)]]>其中，x(t)＝[x1(t)x2(t)x3(t)x4(t)]T,x1(t)＝zs(t)-zu(t),x2(t)＝zu(t)-zr(t),
x3(t)=z·s(t),x4(t)=z·u(t),w(t)=z·r(t),]]>A(t)=001-10001-ksms(t)0-csms(t)csms(t)ksmu(t)-ktmu(t)csmu(t)-cs+ctmu(t),]]>B(t)=001ms(t)-1mu(t),Bw(t)=0-10-ctmu(t),]]>C1(t)=-ksms(t)0-csms(t)csms(t),]]>C2(t)=1zmax0000kt(ms(t)+mu(t))g00,D1(t)=1ms(t);]]>5)根據ms(t)和mu(t)的可變特性，兩個模糊前件變量選定為和利用Takagi-Sugeno模糊模型建模規則建立汽車懸架系統的模糊狀態空間模型：
規則1：如果ξ1(t)為M1(ξ1(t))且ξ2(t)為N1(ξ2(t))，那么
{X·(t)=A1(t)x(t)+Bw1(t)w(t)+B1(t)u(t)z1(t)=C11(t)x(t)+D11(t)u(t)z2(t)=C21(t)x(t);---(6)]]>規則2：如果ξ1(t)為M1(ξ1(t))且ξ2(t)為N2(ξ2(t))，那么
{X·(t)=A2(t)x(t)+Bw2(t)w(t)+B2(t)u(t)z1(t)=C12(t)x(t)+D12(t)u(t)z2(t)=C22(t)x(t);---(7)]]>規則3：如果ξ1(t)為M2(ξ1(t))且ξ2(t)為N1(ξ2(t))，那么
{X&CenterDo...