[发明专利]一种基于滑模观测器的主动悬架容错控制方法

权利要求书

1.一种基于滑模观测器的主动悬架容错控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：构建1/2车辆悬架模型；

S2：将参数不确定性和传感器故障引入到所述步骤S1构建的1/2车辆悬架模型中，然后构建基于T-S模糊模型的故障增广模型；

S3：通过构建滑模观测器来实时在线估计传感器故障；

所述构建滑模观测器为：

其中，是中间变量，是的估计，u_s是用来消除传感器故障f_s(t)负面影响的不连续输入，和分别满足和其中W＝diag{l₁,l₂,…,l_p}(l_n＞0,n＝1,2,…,p)，P_i0和U_i是根据后续LMI求解的矩阵；

基于式(9)可以得到：

在系统(10)左右分别加上可以得到

定义估计误差为根据(10)和(11)，可以得到误差系统：

基于系统(12)，可以得到

分解矩阵和u_s可得

进一步，可得

S4：基于所述步骤S3中实时在线估计所获得的传感器故障来构建开发滑模输入和容错控制器；

S5：基于所述步骤S2中的故障增广模型对所述步骤S4中的开发滑模输入和容错控制器进行仿真验证。

2.根据权利要求1所述基于滑模观测器的主动悬架容错控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体是：

根据牛顿第二定律，1/2车辆主动悬架系统动力学方程为：

式中，m_s和I_y分别为车身质量和车身转动惯量；z_c和φ分别表示车身的垂向位移和俯仰角；m_uf和m_ur为前后悬架车轮质量；z_uf和z_ur分别为前后车轮的垂向位移；F_f和F_r为前、后悬架组件中的弹性力；F_tf和F_tr分别为前、后轮胎组件中的弹性力；

其中，F_f、F_r、F_tf和F_tr表达式分别为：

式中，c_f，c_r为前后悬架阻尼系数；k_f，k_r为前后悬架的刚度；z_rf，z_rr为前后轮的路面输入位移；k_tf，k_tr为前后轮胎刚度系数，u_f，u_r为前后悬架作动器产生的主动控制力，且z_sf＝z_c+atanφ≈z_c+aφ，z_sr＝z_c-btanφ≈z_c–bφ；

选取系统状态变量为干扰输入w(t)＝[z_rf,z_rr]^T，主动控制力u(t)＝[u_f,u_r]^T,以及控制输出则主动悬架状态空间方程可描述为：

其中，A、B₁、B₂、C、D、E均为状态空间的系数矩阵；具体可写为：

系数矩阵A和C中的相应元素如下所示：