[发明专利]用于主动悬架动力学性能和能耗优化的控制方法

权利要求书

1.一种用于主动悬架动力学性能和能耗优化的控制方法，其特征在于，具体过程为：

电机以电动机的形式工作，电机控制力与悬架速度方向相同，电机做正功消耗能量，输出主动控制力时，定义此时电机工作在区域Ⅰ；

电机以电动机的形式工作，电机控制力与悬架速度方向相反，电机消耗所吸收的振动能量和电源电能，输出主动控制力，定义此时电机工作在区域Ⅱ；

电机以发电机的形式工作，电机控制力与悬架速度方向相反，电机回收振动能量并将其转化为电能存储在电池中，同时被动输出控制力，定义此时电机工作在区域Ⅲ；

确定电机工作在区域Ⅰ、区域Ⅱ及区域Ⅲ时所对应的能量平衡方程，并进一步确定能量平衡方程中的修正因子，确定修正因子的步骤为：

步骤一、能量平衡方程为：

W_a,i,t＝k_iW_V,i,i＝1,2,3

式中，W_a,i,t为仿真得到的不同能量流所对应的理想能量损耗；

步骤二、定义目标到达代价函数为：

min J＝min||W_a,i-k_iW_V,i||²,i＝1,2,3

步骤三、在步骤二的基础上，为到达代价函数添加正数项λ，则步骤二所述的目标到达代价函数变为：

min J＝min(||W_a,i-k_iW_V,i||²+||λk_i||²),i＝1,2,3

进行求解则得到理想的能量修正因子k_i为：

其中，W_a,i为实际测量得到的能量消耗；

根据所述能量平衡方程及修正因子，确定电机工作在各区域下的电机输出控制力的范围[F_emin,F_emax]；

当所需的最优控制力F_c处于电机输出控制力范围内时，输出最优控制力F_e＝F_c，当所需的最优控制力F_c大于最大电机输出控制力时，输出最大电机输出控制力F_e＝F_emax，当所需最优控制力F_c小于最小电机输出控制力时，输出最小电机输出控制力F_e＝F_emin。

2.根据权利要求1所述用于主动悬架动力学性能和能耗优化的控制方法，其特征在于，电机工作在区域Ⅰ时，所对应的能量平衡方程为：

k₁W_V,1+W_F＝W_E+W_R+W_J

其中，W_E为主动悬架系统内部的能量；W_F为消耗的电池电能；W_R为回路电阻的热损耗；W_J为电机输出力；W_V,1为电机工作在区域Ⅰ时，车辆行驶动能转化而来的振动能量；k₁为能量流1所对应的实际振动能量的修正因子。

3.根据权利要求1所述用于主动悬架动力学性能和能耗优化的控制方法，其特征在于，电机工作在区域Ⅱ时，所对应的能量平衡方程为：

k₂W_V,2+W_F＝W_E+η₂W_M+W_R+W_J

其中，W_E为主动悬架系统内部的能量；W_F为消耗的电池电能；W_R为回路电阻的热损耗；W_J为电机输出力；W_M为电机回收的能量；W_V,2为电机工作在区域Ⅱ时，车辆行驶动能转化而来的振动能量，k₂为能量流2所对应的实际振动能量的修正因子，η₂为能量流2所对应的能量回收效率。