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专利号: 2016108752532
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于H∞PID的主动悬架控制系统,其特征在于:该主动悬架控制系统包括内环和外环,所述内环包括车辆、垂向振动加速度传感器、悬架控制器,所述外环包括电流控制器以及执行器,所述垂向振动加速度传感器、悬架控制器、电流控制器以及执行器顺次连接,所述垂向振动加速度传感器与车身固连,所述执行器安装于车身和车轮之间,所述主环用于根据不同的路面激励实现悬架的H∞控制,内环用于实现期望主动力。

2.根据权利要求1所述的基于H∞PID的主动悬架控制系统,其特征在于:所述车身垂向振动加速度传感器用于实时采集车身的垂向振动加速度信号,并通过傅里叶变换得到其频率分布区间,根据该频率区间得到车辆整车模型。

3.根据权利要求1所述的基于H∞PID的主动悬架控制系统,其特征在于:所述车辆整车模型等效于单自由度系统、二自由度系统、四自由度系统或更高自由度系统。

4.根据权利要求1所述的基于H∞PID的主动悬架控制系统,其特征在于:所述悬架控制器用于根据车辆整车模型以及相关的线性矩阵不等式求得PID控制的三个参数kp、ki、kd,并根据垂向振动加速度传感器所采集到的车身垂向振动加速度信号,计算出悬架主动控制所需要的主动力,并发出控制指令。

5.根据权利要求1所述的基于H∞PID的主动悬架控制系统,其特征在于:所述电流控制器用于根据悬架控制器的控制指令实时控制所述执行器所需要的电流,执行器在电流控制器的作用下将所需的主动力实时施加在所述悬架上,以保证悬架始终工作在最佳状态。

6.一种根据权利要求1-5所述的基于H∞PID的主动悬架控制系统的控制方法,其特征在于:具体包括一下步骤:S1、获取系统计算参数;

S2、获取车身垂向振动信号的频率分布区间:车身垂向振动加速度传感器实时采集车身的垂向振动加速度信号,并通过傅里叶变换得到路面信号频率分布区间;

S3、选择车辆整车模型:根据路面信号频率分布区间,选择车辆整车模型;

S4、计算PID控制的三个参数kp、ki、kd:悬架控制器根据车辆整车模型和相关的线性矩阵不等式求得PID控制的三个参数kp、ki、kd;

S5、计算主动悬架的主动力:悬架控制器根据求得的PID控制的三个参数kp、ki、kd和车身垂向振动加速度传感器所采集到的车身垂向振动加速度信号,计算出悬架主动控制所需要的主动力,并向电流控制器发出控制指令;

S6、电流控制器控制执行器:电流控制器根据悬架控制器的控制指令实时控制执行器所需要的电流,执行器在电流控制的作用下将所需的主动力实时施加在悬架上;

S7、悬架始终工作在最佳状态:主动悬架控制系统根据路面信号频率不同,实时切换整车模型并计算最优的PID控制器参数,以保证悬架在各种不同路面上都可以达到理想的控制效果;

所述系统为主动悬架控制系统。

7.根据权利要求6所述的基于H∞PID的主动悬架控制系统的控制方法,其特征在于:所述路面信号频率区间为0~10Hz时,车辆整车模型等效于单自由度系统;所述路面信号频率区间为10~15Hz时,车辆整车模型等效于二自由度系统;所述路面信号频率区间大于15Hz时,车辆整车模型等效于四自由度系统或更高自由度系统。

8.根据权利要求6所述的基于H∞PID的主动悬架控制系统的控制方法,其特征在于:所述步骤S1中的计算参数包括车轮质量、悬架刚度、悬架阻尼、轮胎刚度、车身质量、车身俯仰角、轮胎位移、车身位移、惯性矩、车身质心位置。