[发明专利]基于加速度信号反馈的主动悬置FxLMS自适应控制方法

说明书

本发明涉及一种基于加速度信号反馈的主动悬置FxLMS自适应控制方法，该主动悬置控制方法包括基于力反馈的FxLMS自适应控制方法，基于发动机转速的参考信号估计方法，以及力反馈至加速度反馈扩展方法。其中，基于力反馈的FxLMS自适应控制方法包括主动悬置电压到力次级通道估计及LMS自适应滤波器。力反馈至加速度反馈扩展方法，以悬置车身加速度导纳相位角频变特性为参考，将次级通道估计模型从力推广至加速度，使主动悬置被动侧加速度代替传递至车身的力作为控制器的误差信号，实现了控制方法的加速度反馈。该主动悬置控制方法以发动机转速及主动悬置被动侧加速度为输入，经控制系统处理后输出合适的电压控制信号，电压信号经过功率放大后驱动主动悬置内部的作动器作动，抵消来自发动机的振动。

技术领域

本发明涉及一种基于加速度信号反馈的主动悬置FxLMS自适应控制方法，属于汽车动力总成主动悬置领域。

背景技术

如今，人们对汽车乘坐舒适性的要求越来越高，因而NVH（Noise，Vibration andHarshness）特性已经成为衡量汽车品质的一个重要标准。然而考虑到改善燃油经济性的需求，现在汽车正向着轻量化的方向发展。整车质量的降低会给汽车的NVH特性带来不利影响。同样也是出于提高燃油经济性的目的，如奥迪S8等高级轿车采用了发动机闭缸技术，而闭缸技术在增加振动阶次多样性的同时，加剧了发动机受力不均匀的振动问题。此外，近年来混合动力车的发展越来越迅猛，其急加速工况下发动机瞬时介入引起的振动噪声问题严重影响了乘坐舒适性。动力总成悬置系统对于解决上述这些振动问题起着重要的作用。其中主动悬置相比于被动悬置，半主动悬置，能更好地满足悬置低频大刚度、高频小刚度的理想特性。并且可以有效对发动机所有频率下的振动进行有效隔离，在消除瞬态振动上有着明显的优势。

目前，主动悬置的控制方法包括FxLMS自适应控制、鲁邦控制、模糊PID控制、最优控制及滑模控制等等。其中FxLMS自适应控制为最常用的控制方法。该方法结构简单，响应速度快，考虑了车辆系统参数的时变性，通过自动检测系统的参数变化来调节控制策略。但是在现有的对该主动悬置控制方法的研究中，研究人员均以传递至车身的力作为控制的反馈误差信号，根据力信号对控制方法进行调试。但是考虑到成本以及测量方便等原因，比起力传感器，主动悬置更适合装载加速度传感器以测量车身侧的振动情况。因而开发一种基于加速度信号反馈的主动悬置FxLMS自适应控制方法具有非常重要的实际意义。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于加速度信号反馈的主动悬置FxLMS自适应控制方法。该控制方法以发动机转速及主动悬置被动侧加速度为输入，经控制系统处理后输出合适的电压控制信号，电压信号经过功率放大后驱动主动悬置内部的作动器作动，抵消来自发动机的振动，包括基于力反馈的FxLMS自适应控制方法，基于发动机转速的参考信号估计方法，以及力反馈至加速度反馈扩展方法。

所述的基于力反馈的FxLMS自适应控制方法主要包括主动悬置电压到力次级通道估计和LMS自适应滤波器，参考信号经FIR滤波器形式的主动悬置次级通道估计模型滤波后取共轭与误差信号一起输入LMS自适应滤波器，LMS自适应滤波器由此产生一组权值，将该权值与参考信号相乘取实部之后得到主动悬置控制电压信号。

所述的基于发动机转速的参考信号估计方法，根据转速计算出与发动机某阶次振动同频率的复数谐波信号，即，其中为发动机一阶振动频率，n为希望消除振动的阶次。

所述的力反馈至加速度反馈扩展方法，以悬置车身加速度导纳相位角频变特性为参考，将主动悬置次级通道估计模型从电压到力推广至电压到加速度，使主动悬置被动侧加速度代替传递至车身的力作为控制器的误差信号，实现控制方法的加速度反馈。次级通道估计模型具体变为如下形式：

1）当悬置车身加速度导纳相位角频域特性变化幅度在90°以内时，控制方法中使用的次级通道估计模型无需从力扩展至加速度，即此时采用的次级通道估计模型依然为原有的主动悬置控制电压与传递力之间的传递函数估计模型；