用于车辆的可变阻尼半主动悬架系统的控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115570925A(43)申请公布日2023.01.06(21)申请号202211175566.9(22)申请日2022.09.26(71)申请人深圳市朝上科技有限责任公司地址518129广东省深圳市龙岗区坂田街道南坑社区星河领创天下二期二楼办公区(72)发明人许天成李延成(74)专利代理机构深圳舍穆专利代理事务所(特殊普通合伙)44398专利代理师邱爽(51)Int.Cl.B60G17/018(2006.01)B60G17/08(2006.01)B60G17/019(2006.01)B60G17/015(2006.01)权利要求书4页说明书12页附图5页(54)发明名称用于车辆的可变阻尼半主动悬架系统的控制方法(57)摘要本公开描述了一种用于车辆的可变阻尼半主动悬架系统的控制方法，其包括以下步骤：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系统模型中的关于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四种控制方案中的参数矩阵的最优解；求得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，以动态选择出四种控制方案中的最优控制方案并对车辆施加控制。由此，能够显著提升对车辆的控制效果，进而能够提高车辆的乘坐舒适性与驾驶稳定性。CN115570925ACN115570925A权利要求书1/4页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xs，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xt，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xs‑xt和轮胎变形信号xt‑xg；xg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ms为簧上质量，mt为簧下质量，ks为悬架刚度，kt为轮胎刚度，FMRD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Xi为i时刻的状态变量，Ui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2CN115570925A权利要求书2/4页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Xk；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FMRD,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＝[0000]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3CN115570925A权利要求书3/4页bT其中X＝[0，xs(t)‑xt(t)，0，0]；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dT其中X＝[0，0，0，xt(t)‑xg(t)]。8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述人工蜂群算法包括如下步骤：初始化阶段，随机产生预定数量的蜜源并计算其对应的花蜜量，其中，雇佣蜂、观察蜂与蜜源的数量相等；雇佣蜂阶段，每个雇佣蜂在蜜源附近按照levy飞行规则寻找一个邻近的新蜜源，雇佣蜂评估新蜜源并根据贪心策略选择合适的蜜源