[发明专利]磁流变半主动悬架阻尼力约束线性分段控制方法

说明书

磁流变半主动悬架阻尼力约束线性分段控制方法，属于磁流变半主动悬架技术领域。它给出了一种考虑磁流变阻尼器能量耗散特性的半主动悬架线性分段控制方法。包括以下步骤：S1：测试磁流变阻尼器的非线性特性，得到阻尼力可调节范围的外包络线；S2：得到线性分段的阻尼力约束；S3：构建具有线性分段阻尼力约束的磁流变半主动悬架模型；S4：计算得到阻尼力的控制规律；S5：根据阻尼力控制规律，利用传感器获取的实时振动信号计算得到减振所需的阻尼力；S6：利用磁流变阻尼器逆模型，将计算得到的阻尼力转化为实际的驱动电流。

技术领域

本发明属于磁流变半主动悬架技术领域，特别是涉及一种磁流变半主动悬架阻尼力约束线性分段控制方法。

背景技术

磁流变半主动悬架通过调节磁流变阻尼器的驱动电流，改变作用在车身和车架上的阻尼力，实现抑制车辆振动的功能。磁流变半主动悬架系统在受到来自路面的振动激励后开始启动控制，可抑制车身的垂向振动加速度以及车轮的跳跃，提高人员的舒适性和车辆的操控性。

目前，磁流变半主动悬架控制采用阻尼力控制策略和阻尼器逆模型相结合的方法。在设计阻尼力时，现有方法将系统方程等效于主动悬架系统，而阻尼器逆模型则主要负责根据减振器的动力学特性将设计的阻尼力转化为真实的驱动电流。这种控制方法在设计阻尼力时忽略了磁流变阻尼器自身的能量耗散特性，难以实现所设计的减振性能。

本发明基于这一技术背景下提出，为设计满足磁流变阻尼器能量耗散特性的半主动悬架阻尼力控制算法提供有效的方法。

发明内容

本发明给出了一种考虑磁流变阻尼器能量耗散特性的半主动悬架线性分段控制方法。

本发明所采取的技术方案是：一种磁流变半主动悬架阻尼力约束线性分段控制方法，包括以下步骤：

S1：测试磁流变阻尼器的非线性特性，在振动速度和阻尼力坐标系下得到阻尼力可调节范围的外包络线；

S2：按照振动速度对磁流变阻尼器的振动区间进行划分，并在每个子区间上用常数对外包络线进行近似，得到线性分段的阻尼力约束；

S3：结合车身质量、悬架弹簧、车架质量、轮胎特性以及阻尼力约束，构建具有线性分段阻尼力约束的磁流变半主动悬架模型；

S4：建立考虑车身垂向振动加速度、悬架伸缩量和车轮动态载荷的加权性能指标，通过线性矩阵不等式的优化方法，计算得到阻尼力的控制规律；

S5：根据阻尼力控制规律，利用传感器获取的实时振动信号计算得到减振所需的阻尼力；

S6：利用磁流变阻尼器逆模型，将计算得到的阻尼力转化为实际的驱动电流

本发明的有益效果在于：

如图3所示，图中展示了不同正弦振动频率下的悬架系统响应结果，包括舒适性响应指标和操纵性响应指标，指标数值越小，代表悬架系统的减振效果越佳。从图中可以看出，不论是舒适性指标还是操作性指标，本专利给出的控制方法能够在低频下逼近硬阻尼的效果，而在高频下则自动切换为逼近软阻尼效果，达到全振动频率以内的最佳减振效果。

附图说明

图1是磁流变阻尼器特性及阻尼力的外包络线；

图2是阻尼力运行区间的划分和近似；

图3是本发明试验效果图；

具体实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图1，对本发明做进一步详细的描述。

一种磁流变半主动悬架阻尼力约束线性分段控制方法，包括以下步骤：

S1：测试磁流变阻尼器的非线性特性，在振动速度和阻尼力坐标系下得到阻尼力可调节范围的外包络线；