[发明专利]一种整车电控悬架系统的主动容错控制方法

说明书

本发明公开了一种整车电控悬架系统的主动容错控制方法，是基于故障诊断和容错控制技术，并应用在一般的电控悬架系统中，其步骤包括：(1)建立整车电控悬架系统的动力学模型，(2)传感器系统故障时的主动容错控制，(3)考虑整车行驶平顺性和操纵稳定性的电控悬架控制器的混合控制策略，(4)判断电控悬架系统执行器和控制器是否同时发生故障，(5)控制器故障时报警提示，(6)执行器故障时的主动容错控制。本发明能够实现整车电控悬架中传感器，执行器和控制器发生故障时的主动容错控制，从而能有效增强安装有电控悬架的车辆的电控悬架系统的可靠性，且根据实际需要完成对“行驶平顺性”和“操纵稳定性”侧重的切换。

技术领域

本发明设计车辆底盘悬架控制领域，具体涉及到一种电控悬架中传感器和执行器以及控制器发生故障时的故障诊断与主动容错控制方法。

背景技术

悬架系统是汽车中连接车身和车轮的一个重要结构组成，其主要作用是对路面产生的冲击载荷进行缓冲和衰减，以抑制车轮的跳动和降低车身的不规则振动，改善和提高车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。

从可控性的角度，汽车悬架可以分为被动悬架、半主动悬架(参考ZL202010233226.1)和主动悬架，由于被动悬架的刚度与阻尼不可调节，难以兼顾汽车的行驶平顺性和操纵稳定性，越来越多的车辆采用了半主动悬架和主动悬架，统称电控悬架(参考ZL202110623048.8)。在电控悬架中，控制系统需要根据传感器采集到的车辆状态，经由控制器驱动执行器对悬架特性进行控制(参考ZL2021104801808)，而当传感器或执行器乃至控制器出现故障会导致悬架的工作可靠性降低以及性能恶化，甚至降低其使用寿命。

发明内容

本发明是为了提高电控悬架系统的可靠性，提出了一种整车电控悬架系统的主动容错控制方法，以期通过解析冗余的方式诊断故障，实时定位电控悬架控制系统中故障发生位置，并通过将故障隔离和补偿输出来进行主动容错控制，从而能够在悬架系统中某部件发生故障时有效改善其可靠性，确保电控悬架功能的正常发挥，维持车辆的平顺性和操纵稳定性。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明一种整车电控悬架系统的主动容错控制方法的特点包括：

步骤1、利用式(1)建立整车电控悬架系统的动力学模型的状态方程；

式(1)中，A为系统矩阵，B为控制矩阵，F为路面扰动输入矩阵，C为输出矩阵，D为传递矩阵，w表示悬架控制力矢量，并由式(2)得到；为路面的随机激励矢量z_t的导数，且z_t由式(3)得到；表示状态向量x的导数，且x＝[x₁x₂ x₃ x₄]^T，并利用式(4)得到，y为输出状态向量，且y＝[y₁ y₂ y₃]^T，并利用式(5)得到：

w＝[F_MR1 F_MR2 F_MR3 F_MR4]^T (2)

z_t＝[q₁ q₂ q₃ q₄]^T (3)

式(2)中，F_MRi表示第i个车轮的电控悬架的控制力，i＝1,2,3,4；

式(3)中，q_i表示第i个车轮处来自路面的随机激励，i＝1,2,3,4；