[发明专利]用于主动悬架的车辆侧倾运动安全H2

权利要求书

1.用于主动悬架的车辆侧倾运动安全H₂/H_∞控制器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，针对转向工况，对整车受力进行分析，求取车辆三自由度转向-侧倾运动状态方程；步骤2，为提高车辆转向-侧倾运动工况的安全性，直接利用横向载荷转移率LTR构建H₂范数，构建最优性能输出方程；步骤3，利用H_∞范数约束侧倾角，构建约束输出方程；其中侧倾角最大值可按以下两种方法确定，第一，侧倾角最大值等于2倍的悬架限位行程除以同一车轴上的悬架安装距离；第二，侧倾角最大值等于60公里每小时车速时的双移线转向工况下99％的被动悬架车辆侧倾角不超标的确定值；步骤4，针对状态方程、最优性能输出方程和约束输出方程，然后基于线性矩阵不等式LMI设计方法计算出车辆主动悬架的主动控制力；

所述步骤1具体过程为：

步骤1.1，车辆转向-侧倾运动动力学模型求取：依据牛顿力学，分析整车在横轴线、横摆轴线和侧倾轴线上的受力，建立三自由度汽车转向-侧倾运动动力学模型；

步骤1.2，转向-侧倾运动系统的状态方程建立：选择侧倾角θ、车身侧偏角β、侧倾角速度和横摆角速度组成转向-侧倾运动系统状态向量X，标记为并且选择前轮转向角δ_v作为干扰向量W，标记为W＝[δ_v]，左、右悬架主动控制力F_AL和F_AR为控制向量U，标记为建立转向-侧倾运动系统的状态方程其中A是系统状态向量矩阵；B是系统控制向量矩阵；G是系统干扰向量矩阵；

采用方法二确定倾角最大值时，所述步骤3具体过程为：按照侧倾角最大值等于60公里每小时车速时的双移线转向工况下99％的被动悬架车辆侧倾角不超标的确定值；

步骤3.a，测得60公里每小时车速时的双移线转向工况下被动悬架车辆侧倾角的θ的标准差σ_θ，由零均值正态分布的60公里每小时车速时的双移线转向工况下99％的被动悬架车辆侧倾角响应χ的概率分布确定最大值和侧倾角θ的标准差σ_θ的比值λ＝2.56，车辆侧倾角θ最大值θ_max2＝2.56σ_θ；

步骤3.b，将侧倾角写成约束输出方程的形式：Z₂＝C₂X+D₂U+E₂W，

其中，

所述步骤4中，还包括为设计一个控制器，保证闭环系统是渐进稳定的，并且从W＝[δ_v]到Z₁的闭环传递函数的H₂范数尽可能小，以确保用H₂范数度量的车辆侧翻稳定性评价指标LTR处于一个好的水平；

所述步骤2具体过程为：

步骤2.1，构造评价指标LTR：F_R为右轮与地面接触的垂直反力；F_L为左轮和地面接触的垂直反力；

步骤2.2，将评价指标LTR写成最优性能输出方程的形式：Z₁＝C₁X+D₁U+E₁W，C₁是性能输出矩阵；D₁是性能控制矩阵；E₁是性能干扰矩阵。

2.根据权利要求1所述的用于主动悬架的车辆侧倾运动安全H₂/H_∞控制器设计方法，其特征在于，采用方法一确定倾角最大值时，所述步骤3具体过程为：

步骤3.1，受悬架限位块的限制，需要将侧倾角θ限制在2倍的悬架限位行程除以同一车轴上的悬架安装距离以内，即其中S为悬架限位行程，B为同一车轴上的悬架安装距离；

步骤3.2，将侧倾角写成约束输出方程的形式：Z₂＝C₂X+D₂U+E₂W，

式中：

D₂＝[0 0],E₂＝[0]。