[发明专利]用于车辆的可变阻尼半主动悬架系统的控制方法

权利要求书

1.一种用于车辆的可变阻尼半主动悬架系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

测得车辆的簧上质量加速度、簧下质量加速度、悬架变形、以及轮胎变形四种目标响应信号；

以离散型状态空间方程形式建立可变阻尼半主动悬架的系统模型，基于模型预测控制算法建立所述系统模型中的关于所述四种目标响应信号的四种控制方案；

基于人工蜂群算法分别获得所述四种控制方案中的参数矩阵的最优解；并且

求得所述四种目标响应信号的归一化响应信号，并对四种归一化响应信号进行比较，以动态选择出所述四种控制方案中的最优控制方案并对所述车辆施加控制。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

通过安装在前悬架弹簧座上端或者后悬架上部车架的第一加速度传感器测得所述簧上质量加速度并积分得到簧上质量速度信号和簧上质量位移信号x_s，通过安装在可变阻尼减振器下端的第二加速度传感器测得所述簧下质量加速度并积分得到簧下质量速度信号和簧下质量位移信号x_t，利用所述簧上质量加速度和簧下质量加速度估算得出悬架变形信号x_s-x_t和轮胎变形信号x_t-x_g；x_g为轮胎由地面振动激励的位移。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，

车辆四分之一可变阻尼半主动悬架的动力学方程为其中m_s为簧上质量，m_t为簧下质量，k_s为悬架刚度，k_t为轮胎刚度，F_MRD为可变阻尼减振器产生的控制力。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，

设状态变量根据所述动力学方程获得所述可变阻尼悬架系统的状态方程为其中

将所述状态方程离散化，并忽略扰动项得所述离散型状态方程为其中X_i为i时刻的状态变量，U_i为i时刻的控制力。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，

待确定的所述参数矩阵包括预测区间N，性能权重矩阵Q，成本权重矩阵R，终端权重矩阵F，其中

q₁、q₂、q₃、q₄为权重系数。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，

所述模型预测控制算法包括如下步骤：

设当前时刻为k，则系统状态变量为X_k；

求解二次规划问题通过满足约束条件获得未来N个时刻的N个最优控制力；

根据半主动条件

施加当前时刻k的最优控制力F_MRD,k，接着向前滚动到下一时刻k+1；

重复上述步骤，直至结束，

其中E＝[0 0 0 0]^T。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，

基于所述模型预测控制算法，通过选取不同的预测区间N和性能权重矩阵Q，以减小四种目标响应信号为目标分别建立四种控制方案：

以所述簧上质量加速度为控制目标的第一半主动控制方案为其中

以所述悬架变形信号为控制目标的第二半主动控制方案为其中X^b＝[0，x_s(t)-x_t(t)，0，0]^T；

以所述簧下质量加速度为控制目标的第三半主动控制方案为其中

以所述轮胎变形信号为控制目标的第四半主动控制方案为其中X^d＝[0，0，0，x_t(t)-x_g(t)]^T。