[发明专利]半主动悬架增强型多重模糊PID控制系统及方法

说明书

本发明涉及半主动悬架增强型多重模糊P I D控制系统及方法，包括与悬架系统连接的P I D控制器，第一级模糊控制器和第三级模糊控制器分别连接P I D控制器，第二级模糊控制器连接第一级模糊控制器；P I D控制器输出最终的参数来控制悬架的动作，速度传感器和加速度传感器监测悬架的动态性能反馈给第一、第二和第三级模糊控制器，同时检测路面激励反馈给第一、第二和第三级模糊控制器。建立起了悬架系统与路面激励的直接关系，增强了悬架在不同路面上的自适应能力，提高了悬架的综合性能。

技术领域

本发明涉及汽车悬架系统控制领域，具体为半主动悬架增强型多重模糊PID控制系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

悬架是用来连接车轮和车架的关键总成，能够缓和路面冲击，降低车身震动，保证汽车在道路上的操纵稳定性和平顺性。近些年来，半主动悬架和主动悬架成为研究热点，具有比被动悬架更好的综合性能，半主动悬架由于结构简单、耗能较少、成本低等优势，在高档汽车上广泛应用。

半主动悬架控制系统和控制算法是核心要点，在传统的研究中，模糊控制PID控制、神经网络控制、粒子群控制等控制方法日益成熟，尤其模糊PID控制具有良好的控制精度，自适应能力较强，鲁棒性较好，成为广大学者的研究中心，但是传统的模糊PID控制系的控制参数统过于单一，控制系统只能根据汽车自身响应进行调节，始终没有建立起外界路面激励与控制器的直接关系，使得控制器参数不能达到最优状态，并且控制器初始参数的设定依赖于事先假定的路面条件，这就使得当实际路面条件波动较大时，控制器不能够很好的调节悬架性能。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供半主动悬架增强型多重模糊PID控制系统及方法，建立起了悬架系统与路面激励的直接关系，增强了悬架在不同路面上的自适应能力，提高了悬架的综合性能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供基于半主动悬架增强型多重模糊PID控制系统，包括与悬架系统连接的PID控制器，第一级模糊控制器和第三级模糊控制器分别连接PID控制器，第二级模糊控制器连接第一级模糊控制器；

PID控制器输出最终的参数来控制悬架的动作，速度传感器和加速度传感器监测悬架的动态性能并反馈给第一、第二和第三级模糊控制器，同时检测路面激励反馈给第一、第二和第三级模糊控制器。

通过悬架模型建立第一级模糊控制器和PID控制器，确定PID控制器的原始参数和第一级模糊控制器的隶属函数和模糊规则，选择簧上质量速度与设定值的误差作为PID控制器的输入变量，可由速度传感器获得，输出变量为悬架调节力。

第一级模糊控制器输入变量为悬架簧上质量速度与设定值的误差及误差的变化率(簧上质量加速度)，可由速度传感器和加速度传感器获得，输出变量为PID控制器参数的修正量。

第二级模糊控制器根据路面激励的变化实时调整第一级模糊控制器输入输出变量论域，即实现变论域；第二级模糊控制器的输入变量为路面激励及路面激励的变化率，可由位移传感器和速度传感器获得，输出变量为第一级模糊控制器的论域伸缩因子。

第三级模糊控制器建立起路面激励和PID控制器参数的直接关系，根据路面激励的变化实时调整PID控制器参数，实现了PID控制器参数可同时依据车辆动态性能和路面激励变化进行实时调整；第三级模糊控制器的输入变量为路面激励及路面激励的变化率，可由位移传感器和速度传感器获得，输出变量为PID控制器参数的修正量。

本发明的第二个方面提供基于上述系统的半主动悬架增强型多重模糊PID控制方法，包括以下步骤：