1.基于非线性和不确定模型的主动悬挂输出反馈控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、建立通用非线性、不确定1/2车辆主动悬挂系统模型；

步骤二、根据主动悬挂系统模型分别设计垂向、俯仰运动线性扩张状态观测器；

步骤三、基于线性扩张状态观测器所得到的估计值设计输出反馈控制器的鲁棒控制率，并对控制器进行闭环稳定性验证；

步骤四、调节控制器的设计参数，直到达到预期的控制效果。

2.根据权利要求1所述的基于非线性和不确定模型的主动悬挂输出反馈控制方法，其特征在于：所述建立通用非线性、不确定1/2车辆主动悬挂系统模型的具体步骤包括：首先，根据牛顿第二定律，建立1/2车辆主动悬挂系统动力学模型其中

上式中，M表示1/2车辆主动悬挂系统簧载质量，I代表车身俯仰运动转动惯量，muf表示前轮的簧下质量，mur表示后轮的簧下质量，Fsf和Fdf分别表示前悬挂组件中的弹簧力和阻尼力，Fsr和Fdr分别表示后悬挂组件中的弹簧力和阻尼力，Ftf和Fbf分别表示前轮轮胎产生的弹性力和阻尼力，Ftr和Fbr分别表示后轮轮胎产生的弹性力和阻尼力，uf表示前悬挂作动器产生的主动控制力，ur表示后悬挂作动器产生的主动控制力，uz表示前、后悬挂作动器在垂向运动中产生的等效控制力，uφ表示前、后悬挂作动器在俯仰运动中产生的等效控制力矩，a和b分别表示前、后悬挂中心距车身质心的距离，ΔFz(t)表示车身垂向运动中由摩擦、干扰以及未建模动态等引起的模型误差项，ΔMφ(t)表示车身俯仰运动中由摩擦、干扰以及未建模动态等引起的模型误差项，ktf和cbf分别表示前轮轮胎的等效刚度系数和等效阻尼系数，ktr和cbr分别表示后轮轮胎的等效刚度系数和等效阻尼系数，zf和zr分别表示前、后悬挂所对应的簧载质量位移，zuf和zur分别表示前、后悬挂所对应的簧下质量位移，zof和zor分别表示前、后轮所对应的路面输入位移；

公式(1)中，前悬挂组件和后悬挂组件产生的弹簧力和阻尼力均由线性部分和非线性部分组成，前、后悬挂组件产生的弹簧力和阻尼力由如下表达式限定：ksf和ksr分别表示前、后悬挂弹簧的线性项刚度系数，bsf和bsr分别表示前、后悬挂减振器的线性项阻尼系数；

第三，使前、后悬挂组件所对应的簧载质量位移与车身质心处的垂向位移和俯仰角之间存在以下非线性关系：

其中，zc和φ分别表示车身质心处的垂向位移和俯仰角。

3.根据权利要求1所述的基于非线性和不确定模型的主动悬挂输出反馈控制方法，其特征在于：所述根据主动悬挂系统模型分别设计垂向、俯仰运动线性扩张状态观测器的具体步骤包括：首先，定义状态变量x1＝zc， x4＝φ， 使车辆主动悬挂系统的输出为y1＝x1＝zc，y2＝x4＝φ，控制器仅使用车辆主动悬挂系统的输出信号，输出信号利用惯性元件测得；

根据步骤一中所建立的通用非线性、不确定悬挂系统动力学模型，将车辆质心处的垂向动力学和俯仰动力学写成如下状态空间形式：其中

M0，I0，ksf0，ksr0，bsf0，bsr0分别表示M，I，ksf，ksr，bsf，bsr的标称值，参数M，I，ksf，ksr，bsf，bsr随着实际环境中簧载质量、悬挂元件的线性刚度系数和线性阻尼系数的变化在标称值上下进行波动；

在公式(6)中，fz(x,t)表示在垂向运动中由参数不确定性、悬挂元件的不确定非线性、外界干扰以及未建模动态等引起模型误差项，其导数用hz(x,t)表示；公式(7)中，fφ(x,t)表示在俯仰运动中由参数不确定性、悬挂元件的不确定非线性、外界干扰以及未建模动态等引起模型误差项，其导数用hφ(x,t)表示；

其次，主动悬挂系统模型需满足以下假设条件：假设1：|hz(x,t)|≤M1，|hφ(x,t)|≤M2；

假设2： 相对x2满足Lipschitz条件， 相对x5满足Lipschitz条件，且有其中c1和c2为Lipschitz常数；

(一)设计垂向运动线性扩张状态观测器：针对公式(6)所示的垂向动力学，将fz(x,t)视作扩张状态量x3，建立如下形式的垂向运动线性扩张状态观测器

其中， 为状态量x1、x2、x3的估计值，α1、α2、α3和ω1为垂向运动线性扩张状态观测器的设计参数，定义新的变量 其中 根据公式(6)和公式(8)有

其中，

选择垂向运动线性扩张状态观测器的设计参数使Az为Hurwitz矩阵，则存在一个正定对称矩阵Pz满足AzTPz+PzAz＝-I；

(二)设计俯仰运动线性扩张状态观测器：针对公式(7)所示的俯仰动力学，将fφ(x,t)视作扩张状态量x6，建立如下形式的俯仰运动线性扩张状态观测器其中， 为状态量x4、x5、x6的估计值，β1、β2、β3和ω2为俯仰运动线性扩张状态观测器的设计参数，定义新的变量 其中 根据公式(7)和公式(10)有

其中，

选择俯仰运动线性扩张状态观测器设计参数使Aφ为Hurwitz矩阵，则存在一个正定对称矩阵Pφ满足AφTPφ+PφAφ＝-I。

4.根据权利要求1所述的基于非线性和不确定模型的主动悬挂输出反馈控制方法，其特征在于：所述步骤三中的基于线性扩张状态观测器所得到的估计值设计输出反馈控制器的鲁棒控制率，并对控制器进行闭环稳定性验证主要包括：(一)设计垂向运动输出反馈控制器的鲁棒控制率，并验证垂向运动闭环稳定性针对垂向动力学，定义误差变量e1＝x1-x1d， 其中x1d为状态x1的参考轨迹利用垂向运动线性扩张状态观测器所得的不可测状态和不确定干扰的估计值，设计垂向运动输出反馈鲁棒控制率uz＝uza+uzs，其中将uz代入公式(12)中可得

选择关于垂向运动线性扩张状态观测器的估计误差和轨迹跟踪误差的Lyapunov函数求其导数可得

其中

可得

其中γ1＝ω1-2|PzBz1|c1-1，γ2＝ω1[k1+k2+c1]；

定义向量ξz＝[|e1|,|e2|,|ε1|,|ε2|,|ε3|]T，可得其中

设计参数须保证Λz为正定矩阵；

进一步地，

其中τ1＝λmin(Λz)min{2,1/λmax(Pz)}；

对公式(20)的两端积分可得

V1(t)收敛于一个有界的范围，使得垂向运动线性扩张观测器的观测误差以及轨迹跟踪误差有界稳定，保证垂向运动的闭环稳定性，且参数ω1越大，误差向量的收敛值越小；

(二)设计俯仰运动输出反馈控制器的鲁棒控制率，并验证俯仰运动闭环稳定性针对俯仰动力学，定义误差变量e3＝x4-x4d， 其中x4d为状态x4的参考轨迹基于俯仰运动线性扩张状态观测器所得的不可测状态和不确定干扰的估计值设计俯仰运动输出反馈鲁棒控制率

将uφ代入公式(22)中可得

选择关于俯仰运动线性扩张状态观测器的估计误差和轨迹跟踪误差的Lyapunov函数求其导数可得

其中γ3＝ω2-2|PφBφ1|c2-1，γ4＝ω2[k3+k4+c2]；

定义向量ξφ＝[|e3|,|e4|,|η1|,|η2|,|η3]T，可得其中

设计参数须保证Λφ为正定矩阵；

进一步地，

其中τ2＝λmin(Λφ)min{2,1/λmax(Pφ)}；

可得

V2(t)收敛于一个有界的范围，使得俯仰运动线性扩张观测器的观测误差以及轨迹跟踪误差有界稳定，保证俯仰运动的闭环稳定性，且误差向量的收敛范围随参数ω2的增大而渐小；

(三)对垂向运动鲁棒控制率和俯仰运动鲁棒控制率进行解耦，得到单个悬挂作动器的主动控制力

根据公式(30)，公式(13)和公式(23)对悬挂作动器的输入力进行解耦，得到前悬挂作动器主动控制力uf和后悬挂作动器主动控制力ur，具体的(四)确保系统的零动态稳定性

令状态跟踪误差e1和e3恒等于0，进而e2＝0，e4＝0，则根据公式(31)可以解得uf和ur，代入公式(1)中的前、后轮胎簧下质量动力学中，可以得到系统零动态动力学；定义 有其中

显然矩阵A是Hurwitz矩阵，因此存在一个正定对称矩阵P满足ATP+PA＝-Q；

选择一个Lyapunov函数 对其求导可得其中λ1和λ2为正实数，必存在合适的正实数κ1，κ2满足λ1zoTzo+λ2wTw＜κ2

则 两边积分可得

Lyapunov函数V3是有界的，即xi(i＝7,8,9,10)是有界稳定的，使得所设计的控制器保证系统零动态稳定性；结合Lyapunov函数V1和V2可得，所设计的控制器可保证整个主动悬挂系统的闭环稳定性。

5.根据权利要求4所述的基于非线性和不确定模型的主动悬挂输出反馈控制方法，其特征在于：所述步骤四中对垂向运动线性扩张状态观测器设计参数α1，α2，α3和俯仰运动线性扩张状态观测器设计参数β1，β2，β3进行调节，使矩阵Az和Aφ为Hurwitz矩阵；对观测器增益ω1，ω2和控制器增益k1，k2，k3，k4进行调节，使矩阵Λz和Λφ为正定矩阵，在满足上述条件的基础上调整控制器的设计参数，直到达到预期的控制效果。