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专利号: 2020101337681
申请人: 南京林业大学
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:

1.一种车辆侧倾和平顺性协调控制方法,其特征在于,采用剪切模式磁流变减振器作为控制行为的执行机构,将汽车的四个减振器更换为所述的磁流变减振器,并通过控制磁流变减振器阻尼力的大小实现半主动悬架的侧倾和平顺性协调控制;通过对磁流变减振器进行磁场有限元分析,得到减振器的输出特性曲线;在此基础上建立剪切模式磁流变减振器的数学模型和反模型;根据实际工况需求将减振器工作区域划分为抗侧倾模式和常规模式,并采用合理的阻尼力控制策略,设计限幅最优控制器,实现侧倾和平顺性协调控制;

所述控制器采用限幅最优控制:针对侧倾和平顺性相关性能指标设计最优控制目标函数,通过层次分析法分别确定客观加权系数和主观加权系数,进一步可以获得最优控制加权矩阵K,并计算出最优控制所需的阻尼力Fact=‑Kx(t);

所述的磁流变减振器存在工作范围的约束,无法提供满足最优控制所需的全部控制力,为了使减振器提供的阻尼力f尽量接近最优控制输出的控制力Fact,采用如下式所示的阻尼力控制策略:

式中,fimin为最小电流对应的磁流变减振器阻尼力,fimax为最大电流对应的磁流变减振器阻尼力,v>0或v<0时,fimin和fimax的符号不同。

2.根据权利要求1所述的一种车辆侧倾和平顺性协调控制方法,其特征在于,所述的磁流变减振器数学模型采用多项式模型建立;根据磁场有限元分析结果,通过理论计算获得剪切模式磁流变减振器在不同电流大小下的速度‑阻尼力特性曲线,对每个电流下的特性曲线进行多项式拟合,获得具体的阻尼力与速度的函数关系,在此基础上把电流作为变量针对多项式系数进行二次拟合,将阻尼力表达成与速度v和电流I相关的函数:F=(b0+c0I)+(b1+c1I)v。

3.根据权利要求1所述的一种车辆侧倾和平顺性协调控制方法,其特征在于,减振器的工作区域划分为抗侧倾模式和常规模式;当车辆转向行驶时,采用抗侧倾模式,由于低速大阻尼区域的存在,通过提供一定的励磁电流,剪切模式磁流变减振器能够提供相当大的阻尼力,获得较好的抗侧倾效果;对车辆进行平顺性控制时,将减振器的工作模式切换到常规模式,减小低速大阻尼特性带来的平顺性的损失,所述常规特性可以看作是普通伸缩阀式磁流变减振器的特性曲线。