[发明专利]一种基于参数实时可调PID控制器的汽车主动悬架控制方法

说明书

本发明公开了一种基于参数实时可调PID控制器的汽车主动悬架控制方法，具体为：在carsim中建立整车动力学模型，建立各种测试汽车行驶性能的仿真工况，设定好相对simulink的输入输出变量；首先，carsim将汽车当前工况下仿真结果输出给参数实时可调的PID控制器，PID控制器按一定控制逻辑确定减振器阻尼力并由simulink回传给carsim，carsim再次计算汽车的各指标并输出给simulink；由simulink判断各指标是否在期望的范围内，如果存在某指标不在期望的范围内，PID控制器对减振器阻尼力进行调整并再次输入给carsim；直至carsim仿真出所有指标均在期望的范围内。本发明采用carsim与matlab\simulink联合仿真的方式，采用统一的simulink仿真框架，进行车辆的多场景多目标控制，取得了显著的控制效果。

技术领域

本发明涉及一种基于参数实时可调PID控制器的汽车主动悬架控制方法，属于汽车悬架控制技术领域。

背景技术

汽车悬架是影响汽车行驶性能的关键子系统。主动悬架(包含半主动悬架)系统克服了被动悬架刚度和阻尼不可调整的技术缺陷，是现在悬架技术研究的热点。主动悬架的根本优势是悬架的刚度和阻尼可以在车辆工作过程中改变，其中，能够为车辆提供良好性能的主动悬架控制策略是主动悬架设计的核心内容。

现有主动悬架的刚度和阻尼控制方式很多，传统的经典控制策略主要有天-地棚控制、PID控制、最优控制、模糊控制、神经网络控制等，这些控制算法各有特点，对主动悬架的控制效果各有优缺点。其中PID控制不需要被控对象的数学模型，只需根据经验在线调整调节器参数就可以取得较好的结果。具有算法简单、鲁棒性好、可靠性高的优点，当前工业过程控制，至今仍有90％左右的控制回路具有PID结构。但当被控对象系统复杂、性能要求高时，常规PID控制器参数往往整定不良、性能欠佳。汽车由于系统高度复杂，常规PID控制效果不理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于参数实时可调PID控制器的汽车主动悬架控制方法，采用carsim与matlab\simulink联合仿真的方式，采用统一的simulink仿真框架，进行车辆的多场景多目标控制，取得了显著的控制效果。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于参数实时可调PID控制器的汽车主动悬架控制方法，包括如下步骤：

步骤1，在车辆动力学仿真软件carsim中建立整车动力学模型，建立各种测试汽车行驶性能的仿真工况，并设定好相对仿真工具simulink的输入输出变量；

所述相对仿真工具simulink的输入输出变量包括simulink输入给carsim的变量和carsim输出给simulink的变量，其中，simulink输入给carsim的变量包括左前减振器阻尼力Fd_L1、右前减振器阻尼力Fd_R1、左后减振器阻尼力Fd_L2、右后减振器阻尼力Fd_R2，左前车轮垂向力Fz₀_L1、右前车轮垂向力Fz₀_R1、左后车轮垂向力Fz₀_L2、右后车轮垂向力Fz₀_R2，左前车轮纵向力Fx₀_L1、右前车轮纵向力Fx₀_R1、左后车轮纵向力Fx₀_L2、右后车轮纵向力Fx₀_R2；carsim输出给simulink的变量包括左前减振器运动速率CmpRD_L1、右前减振器运动速率CmpRD_R1、左后减振器运动速率CmpRD_L2、右后减振器运动速率CmpRD_R2、簧载质量垂向加速度Az_SM、簧载质量侧倾加速度AAx、簧载质量俯仰加速度AAy、簧载质量横摆加速度AAz、车身横摆角Yaw以及车身侧倾角Roll；