基于区域极点配置的汽车主动悬架H2／H∞控制

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基于极点配置的直线伺服系统H∞速度控制器设计

ｕｃｒａｎｉｓｅ．ｎｅｔｉｔｅｇ．１ａｉｇｉｅｒｐｔｎ．ｏｔｉａｉｎｒｓｔ，ｔｉｎｉａｅｈｔｃｍｐｒｄｗｉｈｔａ — ｏｄｎｎｔｒｕｉＦｒｍｈｅｓｍｕｌｔｅｕｌｓｉｓｉｄｃｔｄｔａ，ｏａｅｔｒｄｉｏｏｔｏａｏｒｌｍｅｈｓｔｓａｐｏｃｓｅｓｓｓｃｄｖｔｇｓｐｏｔｙｅｅｉｅｔａｋｉｇ，ｎｉｉｅｒｐｉｎｌｃｎｔｏｔｏ，ｈｉｐｒａｈｐｓｓｅｕｈａａａｅａｒｍｐｔｐｒｃｓｒｃｎａｔ—ｎｔｒｕ — ｄｏｎｓｔｏｎｏｕｔｅｓｉｎａｄｒｂｓｎｓ．Ｋｅｒ：ｐｒａｅｔｍａｅｉｅｒｓｎｈｒｎｕｅｖｙｔｍ；ｓｒｏｏｅａｏ；ｐｌｌｃｍｅ；ｌａｙｗｏｄｓｅｍｎｎｇｎｔｌｎａｙｃｏｏｓｓｒｏｓｓｅｅｖｃｍｐｎｓｔｒｏｅｐａｅｎｔｉｒｎｅｍａｒｘｉｑａｉｙｒｇｏｔｉｎｅｕｌｔｅｉｎ；Ｈ。ｏｒｌ。ｃｎｔｏ
Ａｂｓｒｔｔａｃ：Ｗｉｈｅｒｔｈｅｉｅｔｙ—ｄｉｅｓｒｙｔｍｆｐｒｎｅｔｔｒｇａｄｏｔｄｒｃｌｒｖｅｖｏｓｓｅｏｅｍａｎｍａｎｔｌｅｒｓｃｏｏｓｍｏｏｇｅｉａｙｎｈｒｎｕｔｒｎ
ｍａｃｓｅｇｐｏｔｔａｋｎ；ｅｅｓｔｅｓｓｅｒｂｓｎｓｕｔｅｎａｃｄｖａｔｅＨ。ｃｎｒｌｏｒｓｌｅｎｅ．．ｒｍｐｒｃｉｇｗｈｒａ，ｈｙｔｍｏｕｔｅｓｉｆｒｈｒｅｈｎｅｉｈ。ｏｔｏｅｏｖＨ ∞ 度控制器设计点置速

基于LPV模型的麦弗逊式主动悬架控制器设计

基于LPV模型的麦弗逊式主动悬架控制器设计赵强;何法【摘要】根据麦弗逊式主动悬架的二维结构,应用含耗散能的拉格朗日公式建立其动力学方程,在平衡位置对运动方程进行线性化,并整理成状态方程形式.针对簧载质量的不确定性,建立了麦弗逊式主动悬架的LPV模型,运用LMI技术并采用区域极点配置法设计了状态反馈鲁棒H∞控制器,并在Matlab/Simulink中进行仿真.研究结果表明:麦弗逊式主动悬架采用极点配置状态反馈鲁棒H∞控制器可以明显改善行驶平顺性和悬架稳定性,其性能明显优于同参数的被动麦弗逊式悬架.【期刊名称】《重庆交通大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(037)008【总页数】8页(P112-118,126)【关键词】车辆工程;麦弗逊式主动悬架;H∞控制器;LPV模型;极点配置法;LMI 【作者】赵强;何法【作者单位】东北林业大学交通学院,黑龙江哈尔滨150040;华晨公司汽车工程研究院,辽宁沈阳110141【正文语种】中文【中图分类】U463.330 引言主动悬架通过采用主动伺服作动器，由外界提供能量，能够根据汽车行驶条件动态自适应调节悬架的刚度和阻尼系数，兼顾车辆的操作稳定性和行驶平顺性，还具有可控车身高度等优点，一直是行业内学者和车企的研究重点之一。

包括奔驰、保时捷、丰田、福特等在内的国际著名车企都致力于主动悬架的开发与研究，并将不同类型主动悬架系统应用到各自的车辆上，这些车企一般都有自主研发的高端主动悬架产品。

比如：2010年德国大众汽车公司将最新研发的空气悬架系统应用到途锐车型上；2013年本田将研发的主动可调后悬架系统(ADS)首次应用到思域旅行车上，其悬架系统能根据载重情况设置不同的工作模式；雪铁龙C5和C6车型采用其第3代的Hydractive液压式主动悬架系统；奥迪A6L、A8车型采用可调空气式主动悬架，奥迪TT、R8车型则采用电磁式主动悬架；2015款凯迪拉克XTS车型装配了其第3代MRC主动式电磁悬架系统。

离散系统具有域极点约束的H2／H∞滤波

这一性能指标小于事先设定的某个给定值来设计系
０引言
在系统状态空问模型中，系统的状态往往不能直接量测得到。因此需要用系统的输入输出信息来重构系统的状态向量，估计系统状态向量的某个或线性组合。对于一个精确已知的系统，如果系统或量测方程中存在的扰动已知是白噪声或是具有已知
谱密度的噪声，可以用估计误差方差作为一个衡则毓滤波器好坏的性能指标，而通过这一性能指标进的最小化来设汁滤波器。然而，当系统的统计特性难以确定时，以将外部扰动看成是具有有限能量可
中图分类号：Ｐ３Ｔ１文献标识码：Ａ
ＤｉｃｅｅｔｍｅＨ２ｓｒｔ－ｉ／Ｈ。ｔｒｎ、ｉｈｐａｉｇｐｌｓ。￣ｅｉｇｖｔｌｃｎｏｅｉａｓｅｉｅｉｃｌｒｒｇｏｎｐｃｆｄｃｒｕａｅｉｎｉ
文章编号：０４— ２０２０）１０１３１０４８（０７０ —０２ —０
离散系统具有域极点约束的Ｈ２Ｈ∞ 波／滤
姚素娜
（山东轻工业学院电子信息与控制工程学院，山东济南２０５）５３３
摘要：主要讨论了具有域极点约束的离散时不变系统的ｔ合Ｈ／昆２Ｈ滤波问题。首先，究了系统传递函数的研
差满足给定的扰动抑制水平下，使得估计误差的日：
范数最小化。滤波问题是输出反馈控制器设计问题的一个对

主动悬架的 H2／H∞混合输出反馈控制

主动悬架的 H2／H∞混合输出反馈控制
胡爱军;孔令强
【期刊名称】《河南科技大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2014(000)003
【摘要】运用线性分式变换建立了包含不确定参数的半车悬架系统模型，选择合
适的性能加权函数得广义被控对象。

为了保证不确定参数具有鲁棒稳定性，用H∞范数作为参数不确定性的性能指标，同时，为了使悬架系统性能指标处于一个好的水平，用H2范数作为衡量扰动作用下悬架性能指标，设计了H2/H∞混合控制器。

在Mtalab7．0/Simulink环境下搭建仿真模型完成对系统的仿真分析。

仿真结果证明：主动悬架的乘坐舒适性明显优于被动悬架的乘坐舒适性，同时汽车的操作稳定性也有一定程度的改善。

【总页数】5页(P27-31)
【作者】胡爱军;孔令强
【作者单位】河南理工大学机械与动力工程学院，河南焦作 454000;河南理工大学机械与动力工程学院，河南焦作 454000
【正文语种】中文
【中图分类】U461.4
【相关文献】
1.主动悬架H2/广义H2输出反馈控制 [J], 陈虹;马苗苗;孙鹏远
2.不确定线性系统混合H2/H∞鲁棒输出反馈控制 [J], 吴淮宁;费元春
3.广义系统混合H2/H∞输出反馈控制 [J], 吕亮
4.基于动态输出反馈控制器的时滞Lurie控制系统的H2/H∞混合控制 [J], 包春霞;包俊东
5.混合H2／H∞鲁棒输出反馈控制 [J], 吴淮宁;尤昌德
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基于LMI优化的H∞／广义H2输出反馈主动悬架控制

ｖａＬＭＩＯｐｔｍｉａｉｎｉｉｚｔｏ
ＹｕＳｈｕｕ，ＭａＭｉｍｉｙｏａｏａｏ，ＣｈｅｏｎＨｎｇ
（ｐｒｍｅｔｏｎｒｌｃｅｃｎｇｎｅｉｇ，Ｊｌｉｅｓｔ，Ｃｈｎｃｕ１０２，ｉａＤｅａｔｎｆＣｏｔｏｉｎｅａｄＥｎｉｅｒｎＳｉｎＵｎｖｒｉｙｉａｇｈｎ，３０５Ｃｈｎ）
ｎｒｔｎｍｉｅｔｅｐｒｏｍａｃｕｐｔ．Ｔｈｏｔｏｒｂｅｗｉｈｈｒｏｓｒｉｔｓｃｎｅｔｄｉｔｏｍｏｍｉｉｚｈｅｆｒｎｅｏｔｕｓｅｃｎｒｌｐｏｌｍｔａｄｃｎｔａｎｓｉｏｖｒｅｎｏ
ａｓｍｉｄｆｎｔｒｇａｍｉｇｐｏｌｍ．Ｓｍｕａｉｎｒｓｌｓｆｒａ４ｅ — ｅｉｉｅｐｏｒｍｎｒｂｅｉｌｔｅｕｔｏＤＯＦｈｌｃｒｍｏｅｎｉａｅｔａｈｏａｆａｄｌｉｄｃｔｈｔｔｅ —
ehenhjlueducn26南京航空航天大学学报第38卷用状态反馈对悬架系统进行控制虽然可以采用状态观测或重构技术间接获取系统的状态但考虑到实施成本和系统可靠性等因素如果用系统的输出反馈控制来获得期望的闭环性能则更适合于选择输出反馈的控制方式
维普资讯
第３增刊８卷２０年７月０６
ｏｔｕｅｄａｋｃｎｒｌｔａｅｙｖａＬＭＩｐｉｉａｉｎｆｒｔｅａｔｖｕｐｎｉｎｃｎｒ１ｕｐｔｆｅｂｃｏｔｏｒｔｇｉｓｔｚｔｏｈｃｉｅｓｓｅｓｏｏｔｏ．Ｔｈｅｅａｉｄｏｍｏｅｇｎｒｌｅｚ

月永冲路面下电动汽车主动悬架状态反馈H∞控制

月永冲路面下电动汽车主动悬架状态反馈H∞控制作者：李杰贾长旺成林海赵旗来源：《湖南大学学报·自然科学版》2022年第08期摘要：针对轮毂电机对电动汽车平顺性的负效应，建立轮毂电机电动汽车四自由度振动平面模型，研究被动悬架和主动悬架对电动汽车脉冲平顺性的影响.应用约束状态H∞控制方法，设计轮毂电机电动汽车主动悬架控制策略，开发了MATLAB/Simulink控制仿真模型.分析无偏心、10%偏心率和20%偏心率对轮毂电机激励的影响，比较轮毂电机电动汽车被动悬架和主动悬架的脉冲路面振动响应的时间历程和4种情况的平顺性评价指标，研究结果表明，轮毂电机偏心对电动汽车产生振动激励，既影响脉冲路面平顺性，也影响状态反馈H∞控制效果.关键词：电动汽车；主动悬架系统；鲁棒控制；状态反馈；脉冲路面中图分类号：U469.72文献标志码：AState Feedback H∞Control for Active Suspension of Electric Vehicles on Pulse RoadLI Jie，JIA Changwang，CHENG Linhai，ZHAO Qi（State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control，Jilin University，Changchun 130025，China）Abstract：Aiming at the negative effect of a hub motor on the ride comfort of an electric vehicle，a four-degree of freedom vibration plane model of hub motor electric vehicle is established，in order to study the influence of passive suspension and active suspension on the pulse road ride comfort of the electric vehicle. An active suspension control strategy for hub motor electric vehicles is designed，and MATLAB/Simulink control simulation model is developed with the constrained state H∞control method. The effects of no eccentricity，10% eccentricity，and 20% eccentricity on the excitation of the hub motor are analyzed. The time history of pulse road vibration response of passive suspension and active suspension of hub motor electric vehicle，as well as the ride comfort evaluation indexes of four cases，are compared. The results show that the eccentricity of the hub motor can produce vibration excitation on the electric vehicle，which not only affects the pulse road ride comfort but also affects the state feedback H∞control.Key words：electric vehicles；active suspension systems；robust control；state feedback；pulse road與集中式电动汽车相比，轮毂电机电动汽车简化了传动结构，驱动响应快、驱动控制精确和各个车轮独立可控，是底盘优化和控制的理想载体[1-3].然而，轮毂电机也带来平顺性负效应问题[4-6].针对轮毂电机平顺性负效应问题，已经提出了多种改善方法，涉及轮毂电机轻量化、悬架优化、动力吸振器应用、悬架控制等方面.轮毂电机轻量化是从电机设计方面考虑电机减振[7]，可以减轻非簧载质量，但是难以改变安装电机后汽车发生的变化.悬架优化是通过关键参数优化和结构改进减轻轮毂电机带来的平顺性负效应[6，8]，只能针对特定的路面和车速实现优化，无法全面适应路面和车速的各种变化.动力吸振器可以减少轮毂电机的振动[9]，但会产生在车轮内布置困难和结构复杂化的问题.悬架控制主要围绕悬架控制策略设计和执行器开发等展开，轮毂电机电动汽车可以采用PID[10]、模糊[11]、天棚[12]、地棚[13]、天棚地棚混合[13]、最优[14]和H∞[15]等控制策略，目前主要针对单轮实现悬架控制，缺乏考虑前后车轮和空间车轮悬架控制的研究，也没有考虑电机偏心的影响.悬架控制执行器开发是通过半主动悬架[16]和主动悬架[17]实现的，半主动悬架执行器目前主要采用磁流变阻尼器[11]，通过控制阻尼力实现，需要外部能量较少；主动悬架主要包括电磁执行器[13]和液压执行器[15]，一般通过输入电能产生主动力，需要外部能量较大.作为改善轮毂电机平顺性负效应的一种有力措施，主动悬架具有控制更好的优点.然而，主动悬架应用需要解决内部不确定性和外部干扰影响的鲁棒控制问题[18]，轮毂电机电动汽车主动悬架鲁棒控制，即H∞控制的研究还有待深入开展.当汽车在道路上行驶时，会遇到脉冲路面，如道路上的凸起或减速带等障碍.虽然脉冲路面的作用时间较短，但会使汽车振动突然加大，立刻降低乘员舒适性，还会对车辆零部件和运载货物造成损伤或破坏.以往的研究较少考虑脉冲路面对轮毂电机电动汽车平顺性的影响，针对轮毂电机电动汽车脉冲路面平顺性开展研究，将使轮毂电机电动汽车平顺性的研究更加全面.本文研究轮毂电机电动汽车状态反馈H∞控制问题，考虑脉冲路面和轮毂电机实现脉冲路面主动悬架和被动悬架的平顺性对比分析.1轮毂电机电动汽车振动模型1.1脉冲路面车轮激励GB/T 4970—2009规定[19]，脉冲路面车轮激励由三角形凸块确定.脉冲路面前轮激励q f （t）为：式中：u为车速；h为凸块高度；l为凸块长度；t0为汽车以车速u行驶时前轮到达凸块的时间.脉冲路面后轮激励q r（t）为：q r（t）=q f（t-t d），t d=L/u（2）式中：L为车辆轴距；t d为后轮滞后前轮的时间.1.2轮毂电机激励选取典型的四相8/6极开关磁阻电机作为轮毂电机，其垂向激励为单相转子垂向激励之和[13，20]，即式中：F v为电机垂向激励；F vj分别为6个单相转子a、b、c、a′、b′和c′的垂向激励.1.3车辆模型以往研究轮毂电机电动汽车平顺性，多采用汽车二自由度振动单轮模型，具有可以揭示基本概念、基本性能和分析简单明确等优点.然而，二自由度振动单轮模型反映的是汽车一个角的作用，即单个车轮及其上面部分簧载质量的作用，只能用于研究簧载质量和车轴非簧载质量的垂直振动，无法反映簧载质量同时存在的垂直振动和俯仰振动以及两种运动对平顺性的影响，与汽车实际存在差距.而汽车四自由度振动平面模型既能反映车身质量的垂直振动和俯仰振动，也能反映前轴和后轴的非簧载质量的垂直振動，是研究轮毂电机电动汽车平顺性更合适的模型[21].基于上述分析，建立包含轮毂电机的电动汽车四自由度振动平面模型，如图1所示.在图1中，m s和I sL分别为簧载质量和簧载俯仰转动惯量；m uf和m ur分别为包含电机质量的前轴和后轴的非簧载质量；c sf和c sr分别为前轴和后轴的悬架阻尼；k sf和k sr分别为前轴和后轴的悬架刚度；k tf和k tr分别为前轴和后轴的轮胎刚度；L f和L r分别为簧载质量质心与前轴和后轴的距离；F vf和F vr分别为前轴和后轴的电机垂向激励；F af和F ar分别为前轴和后轴的悬架控制力；z s和φs分别为簧载质量的垂向位移和俯仰角位移；z sf和z sr分别为前轴和后轴的悬架与簧载质量连接点垂向位移；z uf和z ur分别为前轴和后轴的非簧载质量垂向位移.1.4微分方程针对z sf、z sr、z uf和z ur，由Lagrange方程建立4个自由度的微分方程如下：1.5状态方程其中由可控性定理[18]，上述状态方程可以实现主动悬架控制.此外，当u（t）=0时，上述状态方程也适用于考虑被动悬架的轮毂电机电动汽车.2约束状态反馈H∞控制方法2.1线性矩阵不等式及其求解线性矩阵不等式F（x）<0，表示对于任意n维非零向量u，u T F（x）u<0.F（x）的具体表示如下：式中：x i=[x1，x2，…，x m]T为待求的m维向量；F0和F i=F i T为已知的n×n阶对称矩阵.通过MATLAB的LMI工具箱可以求解得到x*，以使F（x*）<0（11）成立，或者无解.2.2约束状态反馈H∞控制考虑如下表示：u（t）=Kx（t）（13）式中：K为状态反馈增益矩阵.约束状态反馈H∞控制问题，可以描述为：对于给定常数γ>0，求使得闭环系统稳定的状态反馈控制方程.对应式（12）第一个方程和第二个方程，有式中：Q=P-1；N=KQ；ρ=γ2w max；w max=max w（t）.通过式（14）和式（15），约束状态反馈H∞控制问题转化为线性矩阵不等式求解问题.在已知A、B1、B2、C1、D1、C2、D2和γ的条件下，其求解过程为：首先，求解式（14）和式（15）表示的线性矩阵不等式得到Q和N；其次，由Q和N确定K=NQ-1，将u（t）=Kx（t）代入式（12）第一个方程求解，得到约束状态反馈H∞控制的状态向量x（t）；最后，由式（12）后两个方程得到控制输出向量z u（t）和约束输出向量z（t）.当汽车在道路上行驶时，会遇到脉冲路面，如道路上的凸起或减速带等障碍.虽然脉冲路面的作用时间较短，但会使汽车振动突然加大，立刻降低乘员舒适性，还会对车辆零部件和运载货物造成损伤或破坏.以往的研究较少考虑脉冲路面对轮毂电机电动汽车平顺性的影响，针对轮毂电机电动汽车脉冲路面平顺性开展研究，将使轮毂电机电动汽车平顺性的研究更加全面.本文研究轮毂电机电动汽车状态反馈H∞控制问题，考虑脉冲路面和轮毂电机实现脉冲路面主动悬架和被动悬架的平顺性对比分析.1轮毂电机电动汽车振动模型1.1脈冲路面车轮激励GB/T 4970—2009规定[19]，脉冲路面车轮激励由三角形凸块确定.脉冲路面前轮激励q f （t）为：式中：u为车速；h为凸块高度；l为凸块长度；t0为汽车以车速u行驶时前轮到达凸块的时间.脉冲路面后轮激励q r（t）为：q r（t）=q f（t-t d），t d=L/u（2）式中：L为车辆轴距；t d为后轮滞后前轮的时间.1.2轮毂电机激励选取典型的四相8/6极开关磁阻电机作为轮毂电机，其垂向激励为单相转子垂向激励之和[13，20]，即式中：F v为电机垂向激励；F vj分别为6个单相转子a、b、c、a′、b′和c′的垂向激励.1.3车辆模型以往研究轮毂电机电动汽车平顺性，多采用汽车二自由度振动单轮模型，具有可以揭示基本概念、基本性能和分析简单明确等优点.然而，二自由度振动单轮模型反映的是汽车一个角的作用，即单个车轮及其上面部分簧载质量的作用，只能用于研究簧载质量和车轴非簧载质量的垂直振动，无法反映簧载质量同时存在的垂直振动和俯仰振动以及两种运动对平顺性的影响，与汽车实际存在差距.而汽车四自由度振动平面模型既能反映车身质量的垂直振动和俯仰振动，也能反映前轴和后轴的非簧载质量的垂直振动，是研究轮毂电机电动汽车平顺性更合适的模型[21].基于上述分析，建立包含轮毂电机的电动汽车四自由度振动平面模型，如图1所示.在图1中，m s和I sL分别为簧载质量和簧载俯仰转动惯量；m uf和m ur分别为包含电机质量的前轴和后轴的非簧载质量；c sf和c sr分别为前轴和后轴的悬架阻尼；k sf和k sr分别为前轴和后轴的悬架刚度；k tf和k tr分别为前轴和后轴的轮胎刚度；L f和L r分别为簧载质量质心与前轴和后轴的距离；F vf和F vr分别为前轴和后轴的电机垂向激励；F af和F ar分别为前轴和后轴的悬架控制力；z s和φs分别为簧载质量的垂向位移和俯仰角位移；z sf和z sr分别为前轴和后轴的悬架与簧载质量连接点垂向位移；z uf和z ur分别为前轴和后轴的非簧载质量垂向位移.1.4微分方程针对z sf、z sr、z uf和z ur，由Lagrange方程建立4个自由度的微分方程如下：1.5状态方程其中由可控性定理[18]，上述状态方程可以实现主动悬架控制.此外，当u（t）=0时，上述状态方程也适用于考虑被动悬架的轮毂电机电动汽车.2约束状态反馈H∞控制方法2.1线性矩阵不等式及其求解线性矩阵不等式F（x）<0，表示对于任意n维非零向量u，u T F（x）u<0.F（x）的具体表示如下：式中：x i=[x1，x2，…，x m]T为待求的m维向量；F0和F i=F i T为已知的n×n阶对称矩阵.通过MATLAB的LMI工具箱可以求解得到x*，以使F（x*）<0（11）成立，或者无解.2.2约束状态反馈H∞控制考虑如下表示：u（t）=Kx（t）（13）式中：K为状态反馈增益矩阵.约束状态反馈H∞控制问题，可以描述为：对于给定常数γ>0，求使得闭环系统稳定的状态反馈控制方程.对应式（12）第一个方程和第二个方程，有式中：Q=P-1；N=KQ；ρ=γ2w max；w max=max w（t）.通过式（14）和式（15），约束状态反馈H∞控制问题转化为线性矩阵不等式求解问题.在已知A、B1、B2、C1、D1、C2、D2和γ的条件下，其求解过程为：首先，求解式（14）和式（15）表示的线性矩阵不等式得到Q和N；其次，由Q和N确定K=NQ-1，将u（t）=Kx（t）代入式（12）第一个方程求解，得到约束状态反馈H∞控制的状态向量x（t）；最后，由式（12）后两个方程得到控制输出向量z u（t）和约束输出向量z（t）.当汽车在道路上行驶时，会遇到脉冲路面，如道路上的凸起或减速带等障碍.虽然脉冲路面的作用时间较短，但会使汽车振动突然加大，立刻降低乘员舒适性，还会对车辆零部件和运载货物造成损伤或破坏.以往的研究较少考虑脉冲路面对轮毂电机电动汽车平顺性的影响，针对轮毂电机电动汽车脉冲路面平顺性开展研究，将使轮毂电机电动汽车平顺性的研究更加全面.本文研究轮毂电机电动汽车状态反馈H∞控制问题，考虑脉冲路面和轮毂电机实现脉冲路面主动悬架和被动悬架的平顺性对比分析.1轮毂电机电动汽车振动模型1.1脉冲路面车轮激励GB/T 4970—2009规定[19]，脉冲路面车轮激励由三角形凸块确定.脉冲路面前轮激励q f （t）为：式中：u为车速；h为凸块高度；l为凸块长度；t0为汽车以车速u行驶时前轮到达凸块的时间.脉冲路面后轮激励q r（t）为：q r（t）=q f（t-t d），t d=L/u（2）式中：L为车辆轴距；t d为后轮滞后前轮的时间.1.2轮毂电机激励选取典型的四相8/6极开关磁阻电机作为轮毂电机，其垂向激励为单相转子垂向激励之和[13，20]，即式中：F v为电机垂向激励；F vj分别为6个单相转子a、b、c、a′、b′和c′的垂向激励.1.3车辆模型以往研究轮毂电机电动汽车平顺性，多采用汽车二自由度振动单轮模型，具有可以揭示基本概念、基本性能和分析简单明确等优点.然而，二自由度振动单轮模型反映的是汽车一个角的作用，即单个车轮及其上面部分簧载质量的作用，只能用于研究簧载质量和车轴非簧载质量的垂直振动，无法反映簧载质量同时存在的垂直振动和俯仰振动以及两种运动对平顺性的影响，与汽车实际存在差距.而汽车四自由度振动平面模型既能反映车身质量的垂直振动和俯仰振动，也能反映前轴和后轴的非簧载质量的垂直振动，是研究轮毂电机电动汽车平顺性更合适的模型[21].基于上述分析，建立包含轮毂电机的电动汽车四自由度振动平面模型，如图1所示.在图1中，m s和I sL分别为簧载质量和簧载俯仰转动惯量；m uf和m ur分别为包含电机质量的前轴和后轴的非簧载质量；c sf和c sr分别为前轴和后轴的悬架阻尼；k sf和k sr分别为前轴和后轴的悬架刚度；k tf和k tr分别为前轴和后轴的轮胎刚度；L f和L r分别为簧载质量质心与前轴和后轴的距离；F vf和F vr分别为前轴和后轴的电机垂向激励；F af和F ar分别为前轴和后轴的悬架控制力；z s和φs分别为簧载质量的垂向位移和俯仰角位移；z sf和z sr分别为前轴和后轴的悬架与簧载质量连接点垂向位移；z uf和z ur分别为前轴和后轴的非簧载质量垂向位移.1.4微分方程针对z sf、z sr、z uf和z ur，由Lagrange方程建立4个自由度的微分方程如下：1.5状态方程其中由可控性定理[18]，上述状态方程可以实现主动悬架控制.此外，当u（t）=0时，上述状态方程也适用于考虑被动悬架的轮毂电机电动汽车.2约束状态反馈H∞控制方法2.1线性矩阵不等式及其求解线性矩阵不等式F（x）<0，表示对于任意n维非零向量u，u T F（x）u<0.F（x）的具体表示如下：式中：x i=[x1，x2，…，x m]T为待求的m维向量；F0和F i=F i T为已知的n×n阶对称矩阵.通过MATLAB的LMI工具箱可以求解得到x*，以使F（x*）<0（11）成立，或者无解.2.2约束状态反馈H∞控制考虑如下表示：u（t）=Kx（t）（13）式中：K为状态反馈增益矩阵.约束状态反馈H∞控制问题，可以描述为：对于给定常数γ>0，求使得闭环系统稳定的状态反馈控制方程.对应式（12）第一个方程和第二个方程，有式中：Q=P-1；N=KQ；ρ=γ2w max；w max=max w（t）.通過式（14）和式（15），约束状态反馈H∞控制问题转化为线性矩阵不等式求解问题.在已知A、B1、B2、C1、D1、C2、D2和γ的条件下，其求解过程为：首先，求解式（14）和式（15）表示的线性矩阵不等式得到Q和N；其次，由Q和N确定K=NQ-1，将u（t）=Kx（t）代入式（12）第一个方程求解，得到约束状态反馈H∞控制的状态向量x（t）；最后，由式（12）后两个方程得到控制输出向量z u（t）和约束输出向量z（t）.当汽车在道路上行驶时，会遇到脉冲路面，如道路上的凸起或减速带等障碍.虽然脉冲路面的作用时间较短，但会使汽车振动突然加大，立刻降低乘员舒适性，还会对车辆零部件和运载货物造成损伤或破坏.以往的研究较少考虑脉冲路面对轮毂电机电动汽车平顺性的影响，针对轮毂电机电动汽车脉冲路面平顺性开展研究，将使轮毂电机电动汽车平顺性的研究更加全面.本文研究轮毂电机电动汽车状态反馈H∞控制问题，考虑脉冲路面和轮毂电机实现脉冲路面主动悬架和被动悬架的平顺性对比分析.1轮毂电机电动汽车振动模型1.1脉冲路面车轮激励GB/T 4970—2009规定[19]，脉冲路面车轮激励由三角形凸块确定.脉冲路面前轮激励q f （t）为：式中：u为车速；h为凸块高度；l为凸块长度；t0为汽车以车速u行驶时前轮到达凸块的时间.脉冲路面后轮激励q r（t）为：q r（t）=q f（t-t d），t d=L/u（2）式中：L为车辆轴距；t d为后轮滞后前轮的时间.1.2轮毂电机激励选取典型的四相8/6极开关磁阻电机作为轮毂电机，其垂向激励为单相转子垂向激励之和[13，20]，即式中：F v为电机垂向激励；F vj分别为6个单相转子a、b、c、a′、b′和c′的垂向激励.1.3车辆模型以往研究轮毂电机电动汽车平顺性，多采用汽车二自由度振动单轮模型，具有可以揭示基本概念、基本性能和分析简单明确等优点.然而，二自由度振动单轮模型反映的是汽车一个角的作用，即单个车轮及其上面部分簧载质量的作用，只能用于研究簧载质量和车轴非簧载质量的垂直振动，无法反映簧载质量同时存在的垂直振动和俯仰振动以及两种运动对平顺性的影响，与汽车实际存在差距.而汽车四自由度振动平面模型既能反映车身质量的垂直振动和俯仰振动，也能反映前轴和后轴的非簧载质量的垂直振动，是研究轮毂电机电动汽车平顺性更合适的模型[21].基于上述分析，建立包含轮毂电机的电动汽车四自由度振动平面模型，如图1所示.在图1中，m s和I sL分别为簧载质量和簧载俯仰转动惯量；m uf和m ur分别为包含电机质量的前轴和后轴的非簧载质量；c sf和c sr分别为前轴和后轴的悬架阻尼；k sf和k sr分别为前轴和后轴的悬架刚度；k tf和k tr分别为前轴和后轴的轮胎刚度；L f和L r分别为簧载质量质心与前轴和后轴的距离；F vf和F vr分别为前轴和后轴的电机垂向激励；F af和F ar分别为前轴和后轴的悬架控制力；z s和φs分别为簧载质量的垂向位移和俯仰角位移；z sf和z sr分别为前轴和后轴的悬架与簧载质量连接点垂向位移；z uf和z ur分别为前轴和后轴的非簧载质量垂向位移.1.4微分方程针对z sf、z sr、z uf和z ur，由Lagrange方程建立4個自由度的微分方程如下：1.5状态方程其中由可控性定理[18]，上述状态方程可以实现主动悬架控制.此外，当u（t）=0时，上述状态方程也适用于考虑被动悬架的轮毂电机电动汽车.2约束状态反馈H∞控制方法2.1线性矩阵不等式及其求解线性矩阵不等式F（x）<0，表示对于任意n维非零向量u，u T F（x）u<0.F（x）的具体表示如下：式中：x i=[x1，x2，…，x m]T为待求的m维向量；F0和F i=F i T为已知的n×n阶对称矩阵.通过MATLAB的LMI工具箱可以求解得到x*，以使F（x*）<0（11）成立，或者无解.2.2约束状态反馈H∞控制考虑如下表示：u（t）=Kx（t）（13）式中：K为状态反馈增益矩阵.约束状态反馈H∞控制问题，可以描述为：对于给定常数γ>0，求使得闭环系统稳定的状态反馈控制方程.对应式（12）第一个方程和第二个方程，有式中：Q=P-1；N=KQ；ρ=γ2w max；w max=max w（t）.通过式（14）和式（15），约束状态反馈H∞控制问题转化为线性矩阵不等式求解问题.在已知A、B1、B2、C1、D1、C2、D2和γ的条件下，其求解过程为：首先，求解式（14）和式（15）表示的线性矩阵不等式得到Q和N；其次，由Q和N确定K=NQ-1，将u（t）=Kx（t）代入式（12）第一个方程求解，得到约束状态反馈H∞控制的状态向量x（t）；最后，由式（12）后两个方程得到控制输出向量z u（t）和约束输出向量z（t）.。

《2024年基于智能控制的汽车主动悬架控制策略研究》范文

《基于智能控制的汽车主动悬架控制策略研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，汽车主动悬架系统已经成为现代汽车安全与舒适性的重要组成部分。

通过采用先进的控制策略，主动悬架系统可以有效地提高车辆的行驶稳定性、乘坐舒适性以及操控性能。

本文将重点研究基于智能控制的汽车主动悬架控制策略，旨在为汽车悬架系统的优化设计提供理论依据和技术支持。

二、汽车主动悬架系统概述汽车主动悬架系统是一种具有自适应能力的悬架系统，通过传感器实时监测路面状况和车辆运动状态，采用先进的控制算法对悬架进行实时调整，以实现最佳的行驶性能。

与传统的被动悬架系统相比，主动悬架系统具有更高的灵活性和适应性。

三、智能控制在汽车主动悬架系统中的应用智能控制技术在汽车主动悬架系统中发挥着重要作用。

通过采用先进的控制算法和传感器技术，实现对车辆运动状态的实时监测和调整。

常见的智能控制策略包括模糊控制、神经网络控制、遗传算法等。

这些控制策略可以根据不同的道路条件和驾驶需求，对悬架系统进行实时调整，以实现最佳的行驶性能。

四、基于智能控制的汽车主动悬架控制策略研究（一）控制策略设计本文提出一种基于模糊控制的汽车主动悬架控制策略。

该策略通过建立模糊控制器，实现对车辆运动状态的实时监测和调整。

模糊控制器采用输入输出映射的方法，将传感器采集的信号进行模糊化处理，然后根据预设的规则进行决策，最后输出控制信号对悬架系统进行调整。

（二）仿真分析为了验证所提出的控制策略的有效性，本文采用仿真分析的方法。

通过建立车辆动力学模型和主动悬架系统模型，对所提出的控制策略进行仿真测试。

仿真结果表明，该控制策略可以有效地提高车辆的行驶稳定性、乘坐舒适性以及操控性能。

五、实验验证与结果分析为了进一步验证所提出的控制策略的实用性，本文进行了实验验证。

通过在实车上进行实验测试，对比传统被动悬架系统和所提出的主动悬架控制策略在不同道路条件下的性能表现。

实验结果表明，所提出的基于智能控制的汽车主动悬架控制策略在提高车辆行驶稳定性、乘坐舒适性以及操控性能方面具有显著优势。

基于可拓理论的汽车主动悬架系统H∞控制与优化

基于可拓理论的汽车主动悬架系统H∞控制与优化
汪洪波;林澍;孙晓文;杨柳青;陈无畏
【期刊名称】《汽车工程》
【年(卷),期】2016(038)011
【摘要】本文中在汽车主动悬架系统H∞控制的基础上,建立其H∞可拓控制器,并利用Matlab/Simulink软件对被动悬架和两种不同控制下的主动悬架系统进行对比仿真.结果表明,H∞可拓控制可提高H∞控制的鲁棒性,改善了汽车悬架控制性能和汽车乘坐舒适性.最后,通过实时动态调整可拓控制系数,进一步提高了主动悬架的控制性能.
【总页数】9页(P1382-1390)
【作者】汪洪波;林澍;孙晓文;杨柳青;陈无畏
【作者单位】合肥工业大学机械与汽车工程学院,合肥230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院,合肥230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院,合肥230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院,合肥230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院,合肥230009
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于GA优化控制规则的汽车主动悬架模糊PID控制 [J], 王威;薛彦冰;宋玉玲;杜晓晨
2.基于遗传算法和LQG控制的汽车半主动悬架结构和控制参数的集成优化研究[J], 王启瑞;朱婉玲;陈无畏;施文武
3.汽车主动悬架与电动助力转向系统多目标优化及集成控制 [J], 袁传义;陈龙;聂佳梅;江浩斌
4.汽车主动悬架系统舒适性的分数阶ID优化控制 [J], 高远;王雨涛;文家燕;叶洪涛
5.基于预测控制的汽车主动悬架与电控液压助力转向系统的集成控制 [J], 高翔;缪丰隆
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车辆悬架和座椅悬架的鲁棒 H∞集成控制策略

车辆悬架和座椅悬架的鲁棒H∞集成控制策略张丽萍;郭立新【期刊名称】《东北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)012【摘要】在建立“车-椅-人”车辆集成控制模型的基础上，提出一种基于线性矩阵不等式(LMI)优化技术的主动座椅悬架和车辆主动悬架的鲁棒H∞集成控制策略。

以人体垂直加速度响应功率谱密度为控制输出目标，以满足车辆悬架动行程范围、车轮动静载荷比响应和所需的集成控制力要求为约束条件，设计出了座椅悬架和车辆悬架集成状态反馈控制器。

通过仿真软件 MATLAB 进行了集成控制系统的仿真分析与比较，证明了该方法的可行性和有效性，为车辆主动悬架系统的研究提供了理论依据。

%Based on the integrated models of ‘vehicle-seat-people',an integrated vehicle seat and suspension robust H∞ integrated control strategy was proposed by using linear matrix inequalities(LMI)technique.An H∞ state feedback controller of integrated vehicle seat and suspension was designed,with the PSD of vertical body acceleration chosen as the controlled outputs and the limits of dynamic suspension deflection,relative dynamic tire load,and integrated control force chosen as the constrained outputs.The MATLAB simulation was employed in the paper,and the simulation results confirm the feasibility and effectiveness.The analysis results provide a fundamental basis for the study of active control suspension system.【总页数】5页(P1771-1775)【作者】张丽萍;郭立新【作者单位】东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳 110819;东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳 110819【正文语种】中文【中图分类】U461.4【相关文献】1.农用车辆座椅悬架的鲁棒H∞控制仿真研究 [J], 张丽萍;郑逢美2.考虑时滞作用下的车辆主动座椅悬架鲁棒H∞控制 [J], 赵强;孙子尧;范超雄;陈杰3.车辆和座椅悬架的集成控制策略研究 [J], 张丽萍4.车辆座椅和悬架系统的参数自调整模糊PID集成控制 [J], 田海勇; 王靖岳; 张勇; 梁洪明5.基于未知输入观测器的主动式座椅悬架鲁棒H_∞控制 [J], 贾忠益;姜陶然;李涛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

车辆主动悬架设计的约束H∞控制方法

车辆主动悬架设计的约束H∞控制方法
宋刚;吴志刚;林家浩
【期刊名称】《计算力学学报》
【年(卷),期】2010(027)002
【摘要】针对线性离散时间系统,研究其时域硬约束下的H∞输出反馈控制问题.假定外界扰动能量有限,基于线性矩阵不等式处理方法,提出并证明了时域硬约束下H∞输出反馈控制器存在的充分条件,并应用于车辆主动悬架设计.四分之一车辆模型数值仿真结果表明,即使车辆模型参数存在不确定性,本文提出的控制器在提高车辆秉坐舒适性的同时,仍能很好地兼顾车辆的其他性能要求.
【总页数】6页(P196-201)
【作者】宋刚;吴志刚;林家浩
【作者单位】大连理工大学,运载工程与力学学部,工业装备结构分析国家重点实验室,大连,116023;重庆交通科研设计院,结构动力工程所,桥梁工程结构动力学国家重点实验室,重庆,400067;大连理工大学,运载工程与力学学部,工业装备结构分析国家重点实验室,大连,116023;大连理工大学,运载工程与力学学部,工业装备结构分析国家重点实验室,大连,116023
【正文语种】中文
【中图分类】TP271
【相关文献】
1.基于变论域模糊控制的车辆半主动悬架控制方法 [J], 王大勇;王慧
2.车辆主动前轮转向与主动悬架的自抗扰控制方法 [J], 桑楠;魏民祥
3.基于AHP的车辆半主动悬架LQG控制方法研究 [J], 孙宇菲; 陈双; 姜强
4.车辆主动悬架的引力搜索LQG控制方法 [J], 李军;周伟;张世义
5.车辆半主动悬架智能控制方法研究现状 [J], 徐明;黄庆生;李刚
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基于频率整型的H∞主动悬架控制研究

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高等学校博士学科点专项科研基金资助，目编号（０２２８４）项２００４０２
收稿日：２０ — ３１修改稿收到日期：０５００期０５０ — ０２０ — ４— ４第一作者孙涛男，博士生，７１４年１９月生
主动悬架的两自由度车辆模型如图１所示，由它悬架弹簧和阻尼器组成被动部分，而主动力Ｆ由液压伺服装置提供，ｍ为车身质量，ｍ为车轮质量，为悬ｋ架刚度，Ｃ为悬架阻尼，为轮胎刚度，，，分别ｋ表示轮胎垂向位移，车身垂向位移，路面垂向位移。则】４车辆模型的动力学微分方程为：／
关键词：主动悬架，控制，：ＨＨ控制，率加权函数频中图分类号：Ｕ６．４１４文献标识码：Ａ
１１两自由度车辆主动悬架动力学模型．
０ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 言
路面车辆悬架系统在车辆行驶舒适性和安全性方面起着重要的作用。尤其是主动悬架系统，Ｊ由于采用能量供给的方式使得系统的性能得以显著的提高。随着控制理论发展的不断深入，近年来，国学者对不各同控制方法应用于主动悬架振动抑制问题进行了深入研究。而传感器技术、电液比例控制技术、以及微处理器技术的发展也为先进控制理论和控制算法在主动悬架上的应用提供了保证。众所周知，在一般反馈控制器的设计中，控制力仅仅决定于测量到的状态变量值，如在天棚阻尼控制中，控制力始终正比于车体垂直方向的绝对速度而与路面干扰的频率无关，即并不具有通过频率整型的方法来改善某频段范围内振动强度水平的能力。但是，实际上，人体对加速度的敏感程度是干扰频率的一个函数。根据１９年颁布的ＩＯ６１９７Ｓ２３标准，Ｊ人体对垂向振动敏感频带在４— Ｈ，８ｚ因此，为作平顺性的一个最重要的性能评价指标车身加速度水平，必须在这个频带内予以特别重视和有效的降低。近年来，Ｈ和肛综合为代表的鲁棒控制理论已以经受到越来越多学者的关注¨ 。一些学者研究了其在主动悬架控制中的应用，由于这种设计方法可以在频域范围内描述控制系统性能指标要求，并通过对敏感频带的滤波来达到频率整形的目的，使得控制目标及系统性能得以实现和保证。因此，这种基于频域的设计方法很适合悬架系统的振动控制。

H2和H∞主动悬架统一的理论框架与比较

H2和H∞主动悬架统一的理论框架与比较
陈虹;赵桂军;孙鹏远;郭孔辉
【期刊名称】《汽车工程》
【年(卷),期】2003(025)001
【摘要】以2自由度1/4车模型为例在鲁棒控制理论的统一框架下讨论H2和
H∞主动悬架的设计,并采用结构奇异值法和加权最坏RMS增益法对其鲁棒性能进行分析和比较.
【总页数】6页(P1-6)
【作者】陈虹;赵桂军;孙鹏远;郭孔辉
【作者单位】吉林大学,汽车动态模拟国家重点实验室,长春,130025;吉林大学,汽车动态模拟国家重点实验室,长春,130025;吉林大学,汽车动态模拟国家重点实验室,长春,130025;吉林大学,汽车动态模拟国家重点实验室,长春,130025
【正文语种】中文
【中图分类】U46
【相关文献】
1.主动悬架非脆弱H2/广义H2静态输出反馈最优控制 [J], 刘树博;赵丁选;尚涛
2.主动悬架H2/广义H2输出反馈控制 [J], 陈虹;马苗苗;孙鹏远
3.(NH2CH2CH2NH3)4[WVO2(OC6H4O)2]2(NH3CH2CH2NH3)·H2O 的合成、晶体结构、EPR以及与同构物的比较 [J], 鲁晓明;宋富根;王波;李丽
4.基于线性矩阵不等式的汽车主动悬架H2控制 [J], 顾臻飞;麦云飞
5.基于LMI方法的车辆侧倾运动安全主动悬架H2控制器设计 [J], 陈士安;苑磊;蔡宇萌;姚明
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区域极点和H_∞指标约束下的满意容错控制方法

M ethod of sa t isfa ctor y fault 2toleran t con tr ol with region pole i n dex and H ∞ i n dex con stra i n ts
Sun X inzhu H u Shou song
1 2
( 1 Depart m ent of Elect rical Engineering, Anhui University of Techno logy and Science, W uhu 241000, Ch ina) ( 2 Co llege of Autom ation Engineering, Nanjing University of Aeronautics and A str onautics, Nan jing 210016 , China)
第 37卷增刊 ( I) 2007 年 9月
东南大学学报
(自然科学版 )
JOURNAL O F SOUTHE A ST UN I VER SITY ( Natural Science Ed ition)
Vol137 Sup ( I) Sep t . 2007
区域极点和 H∞ 指标约束下的满意容错控制方法
孙新柱 1 胡寿松 2
(1 安徽工程科技学院电气工程系 , 芜湖 241000 ) (2 南京航空航天大学自动化学院 , 南京 210016)
摘要 : 对一类不确定性不满足匹配条件的线性系统 , 研究了区域极点和 H∞指标约束下的满意容错控制器的设计问题 . 在连续型执行器故障的模式下 ,利用线性矩阵不等式技术 , 给出了 2 个指标约束下容错性能的相容性判别条件 , 分析了与区域极点指标相容的 H∞指标的取值范围 , 并在相容指标约束下给出了满意容错控制器的设计方法 . 对歼击机纵向通道控制系统的仿真结果表明 ,所设计方法是有效的 . 关键词 : 满意容错控制 ;执行器故障 ; 线性矩阵不等式 ;相容性中图分类号 : TP273 文献标识码 : A 文章编号 : 1001 - 0505 ( 2007 )增刊 ( I) 20034205

结构主动控制最优极点配置算法研究

２．ＤｅａｔｎｆＣｖｌＥｇｎｅｉｇｐｒｍｅｔｉｉｎｉｅｒ，Ｈｅｉｌｇ，Ｚａｇｅ７４０ｏｎｘｌｅｈｎｙ３００，Ｃｉａ；Ｃｏｅｈｎ
３．ＷｅｔｎＣｎｒｆｉｓｒｉｇｔｎｉＣｖｎｉｅｉｇｓｒｅｔｓｔｔａｏｎｉｌｇｅｒ，ＭｉｓｙｏＥｕａｉ，ａｚｏ３００ＣｉａｅｅｏＤａｅＭｉｉｉＥｎｎｎｔｆｄｃｔｎＬｎｈｕ７０５，ｈｎ）ｉｒｏ
ＤＵＹｎ－ｎ，ＩＣｕ－ｎ，ＩｉｏｇｅｇｆＬｈｎｅｇｆＬＨｕ ’
（．ＩｓｔｔｏＥｒｑａｅＰｏｃｏｎｉｓｒｔａｉ，ａｚｏｎｖｒｔｏｅｈｏｏｙＬｎｈｕ７０５，ｈａ１ｎｔｕｅｆａｈｕｋｒｔｔｎａｄＤｓｔｉｔｎＬｎｈｕＵｉｓｙｆｃｎｌｇ，ａｚｏ３００Ｃｉ；ｉｔｅｉａｅＭｉｇｏｅｉＴｎ
动控制系统的数学模型，次针对振动控制状态方程其的非唯一性而传递函数所具有的唯一性性质，以地震
置算法Ｊ。在土木工程结构振动控制领域内，算此法常被作为主动控制算法之一而被介绍＇，而由于ｌ然４Ｊ结构工程减震控制要求的多目标性导致该算法的使用受到了很大限制，多土木工程专著在主动控制算法很理论的论述中将其作为一种理论的完善予以补充，但

车辆主动悬架系统的非线性H∞控制

ｓｒｃｕｅｏｅｉｌｕｐｎｉｎｍｏｅ．Ｂｕｔｂｙｆｒｌｔｇｔｅｖｈｃｅｂｄｃｅｅａｉｎｕｐｎｉｎｄ — ｔｕｔｒｆｖｈｃｅｓｓｅｓｏｄ１ｙｓｉａｌｏｍｕａｉｈｅｉｌｏｙａｃｌｒｔ，ｓｓｅｓｏｅｎｏ
ｆｅｔｎａｄｔｒｅｌｃｉｎａｈｐｉｚｔｏｂｅｔｎｏｓｄｒｎｏｄｒｄｍｉｔｒａｃ，ａｓａｅｆｅｂｃｌｃｉｎｙｅｄｆｔｓｔｅｏｔｍｉａｉｎｏｊｃｄｃｎｉｅｉｇｒａａｏｄｓｕｂｎｅｔｔｅｄａｋｏｅｏａ
（．ＤｅａｔｎｏＥｌｃｒｍｅｈｎｃｌ１ｐｒｍｅｔｆｅｔｏｃａｉａＥｎｉｅｒｎｇｎｅｉｇ，ＪａｇｉｃｔｎｌｉｎｙｎＶｏａｉａＣｏｌｇｆｏｌｅｅｏＴｅｈｉｕｓＪａｇｉｃｎｑｅ，ｉｎｙｎ２４０１４５。Ｃｈｎ：２ｉａ．ＲｅｅｒｈＩｓｉｕｅｏｔｍａｉｎ，ＳｕｈａｔＵｎｖ，Ｎａｊｇ２０９，Ｃｈｎ）ｓａｃｎｔｔｔｆＡｕｏｔｏｏｔｅｓｉ．ｎｉ１０６ｎｉａ
ｉｖｅｏｉ［ｔａｅｔｆｅｔｖｅｅＳｏｈｅｐｏｏｓｄａｒｃｓｇｉｎｔｌｕｓｒｔｈｅｅｆｃｉｎＳｆｔｒｐｅｐｐｏａｈ．Ｉｓｃｆｒｅｈｅｓｍｕｌｔｏｈａｈｅｄ — ｔｉｏｎｉｍｄｂｙｔｉａｉｎｓｔｔｔｅｓｇｄｃｎｔｏ１ｒｎｎｌａｃｅｅｔｅｐｉａｐｒｏｍａｅｆｒａｔｖｕｐｅｓｏｉｎｅｏｒ１ｅｏｔｏｙｃｎａｈｉｖｈｏｔｍｌｅｆｒｎｃｏｃｉｅｓｓｎｉｎｓｂｕｔｌｏｒｓｒｅｈｅａｓｐｅｅｖｔｃｏｓｄｌｏｔｂｉｉｙ．ｌｅ —ｏｐｓａｌｔＫｅｗｏｄａｔｖｕｓｎｉｙｒｓｃｉｅｓｐｅｓｏｎ；Ｈ。ｏｎｒ；ｎｌｎｅｒｔ。ｌｎｅｒｍａｒｘｉｅｕａｉｙ。ｃｔｏｌｏｎｉａｉｙ；ｉａｔｉｎｑｌｔ

基于故障补偿的汽车半主动悬架容错控制

基于故障补偿的汽车半主动悬架容错控制高振刚;陈无畏;汪洪波;杨柳青;夏光【摘要】针对汽车半主动悬架作动器故障对整车乘坐舒适性的影响,提出了一种基于故障补偿的主动容错控制策略.建立了半主动悬架7自由度整车模型和作动器故障悬架模型,设计H∞控制器作为半主动悬架常规控制器.基于故障诊断观测器提出了作动器在线故障估计算法,由完好作动器补偿单一作动器故障的阻尼力损失,通过推导并结合半主动悬架阻尼力的有界性,得出容错控制下各完好作动器的补偿阻尼力.在作动器常见故障模式下进行了仿真和台架试验验证,结果表明:提出的在线故障估计算法可有效估计作动器常见故障的幅值,并在补偿容错控制下,使故障悬架性能经短暂时滞后恢复至与正常悬架性能相接近的水平.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2016(038)006【总页数】11页(P705-715)【关键词】半主动悬架;作动器;故障估计;故障补偿;容错控制【作者】高振刚;陈无畏;汪洪波;杨柳青;夏光【作者单位】合肥工业大学机械与汽车工程学院,合肥230009;鄂尔多斯应用技术学院,鄂尔多斯017000;合肥工业大学机械与汽车工程学院,合肥230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院,合肥230009;安徽交通职业技术学院,合肥230051;合肥工业大学机械与汽车工程学院,合肥230009【正文语种】中文悬架系统是连接车身与车轮之间的传力装置。

半主动悬架具有结构简单、能耗少、成本低等优点，且能满足汽车行驶平顺性和操纵稳定性的要求，应用前景十分广阔。

文献[1]～文献[3]中分别针对电磁阀式、电流变和磁流变式半主动悬架提出了不同的控制方法，均取得了较好的控制效果。

然而，上述控制方法均建立在半主动悬架的传感器、作动器和控制器等的状况完好的基础上。

在汽车实际使用过程中，上述元器件不可避免会出现故障，而基于无故障情形下设计的控制器在元器件发生故障时将达不到期望的控制效果，使悬架控制系统性能变差，影响车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性。

电液主动悬架的H∞控制研究

电液主动悬架的H∞控制研究
韩波;王庆丰
【期刊名称】《汽车工程》
【年(卷),期】2000(022)002
【摘要】对用流量伺服阀构成的电液主动悬架进行了系统分析,并将其简化为H∞标准问题,设计了基于干扰抑制指标的H∞控制器.仿真和实验结果表明,设计出的H∞最优控制器有良好的控制效果,同时可以对系统的总体性能进行优化,是一种适合主动悬架控制多目标特点的控制器.
【总页数】4页(P77-80)
【作者】韩波;王庆丰
【作者单位】浙江大学;浙江大学
【正文语种】中文
【中图分类】U46
【相关文献】
1.电液比例控制半主动悬架研究 [J], 李元鹏;赵丁选;董绪斌;王大壮
2.车辆电液主动悬架智能控制研究 [J], 尹佳星;赵强;米磊;冷浕伶
3.车辆电液主动悬架PID最优控制研究 [J], 赵强;范超雄;孙子尧;陈杰
4.基于IPSO模糊PID的汽车主动悬架电液伺服控制 [J], 王英舜
5.基于混合滑模控制的电液主动悬架抖振研究 [J], 陈保帆;李云勇
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轴距预瞄的车辆主动悬架多目标控制与仿真

轴距预瞄的车辆主动悬架多目标控制与仿真
王琦;何仁
【期刊名称】《中国工程机械学报》
【年(卷),期】2017(015)003
【摘要】当前,车辆行驶过程中容易受到障碍物干扰,产生振动较大,从而影响乘坐的舒适性.对此,采取轴距预瞄系统控制车辆行驶产生的波动幅度.构造了4自由度1/2车辆模型简图,采用静态输出反馈设计轴距预瞄控制器,定义了H∞范数和广义H2范数,引用了迭代线性矩阵不等式和锥补线性化算法,说明闭环控制系统的稳定性.设置车辆轴距预瞄系统多目标控制的仿真参数,在Matlab/Simulink环境下进行仿真,与无轴距预瞄控制系统的仿真结果进行对比.仿真结果显示,与无轴距预瞄系统相比,有轴距预瞄控制系统的加速度和角加速度峰值分别降低了48.6％和59.3％,而且车辆整体振动幅度明显降低.采用轴距预瞄控制汽车主动悬架系统,可以提高车辆乘坐的舒适性.
【总页数】5页(P227-231)
【作者】王琦;何仁
【作者单位】镇江高等专科学校汽车工程学院,江苏镇江212003;江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212013
【正文语种】中文
【中图分类】U463
【相关文献】
1.基于轴距预瞄的半主动悬架模糊神经网络控制 [J], 贝绍轶;袁传义;陈龙;张兰春
2.结合卡尔曼滤波器的车辆主动悬架轴距预瞄控制研究 [J], 喻凡;郭孔辉
3.含路面预瞄信息的车辆主动悬架有限频域多目标控制 [J], 王刚;陈长征;于慎波
4.考虑控制时滞的车辆主动悬架随机预瞄控制 [J], 宋刚;许长城
5.考虑时变输入时滞及频段约束的车辆主动悬架预瞄控制 [J], 陈长征;王刚;于慎波因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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击 Βιβλιοθήκη 第２９卷第２期ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＲＡＴＩＢＯＮＡＮＤＨ０ＣＳＫ
基于区域极点配置的汽车主动悬架Ｈ２Ｈ控制／
孙涛，郑松林，张振东，冯金芝
２０９）００３
（海理工大学机械工程学院汽车工程研究所，海上上
第一作者孙涛男，士，９４年生博１７
装置主动悬架的两自由度车辆模型如图１所示，
其中悬置质量与非悬置质量动力学方程如下所示：
第２期
孙
涛等：基于区域极点配置的汽车主动悬架／控制Ｈ
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图１２自由度车辆主动悬架模型
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系统性能的范数折衷选取方法，以及为保证系统性能
而必须的极点配置的方法，因此，文针对这一问题将本
图２阀控缸形式的电液主动执行机构
１考虑执行器动力学特性的主动悬架模型
极点配置的方法改善系统的性能，计主动悬架输出设
善车辆行驶平顺性和提高操纵稳定性起着重要的作
用。被动悬架的工作特性无法随行驶工况的不同而动态的改变，动悬架系统则可通过可控执行机构提供主满足车辆行驶性能要求的力和力矩，因此，以在较大可程度上提高车辆的平顺性能。围绕主动悬架系统所进行的控制算法设计为大量的学者所研究 ¨ 。然而，由于路况、况及执行机构特性的复杂性，致主动悬工导架未建模动态不确定性以及外部扰动、感器噪声对传系统性能的影响难以忽略，此时，制器的设计应该兼控顾系统扰动抑制作用下的时域ＬＧ性能指标和未建模Ｑ不确定性存在条件下的鲁棒性能指标。即控制器的设计应考虑Ｈ范数和Ｈ范数的协调与折衷，以平衡闭
关键词：混合Ｈ／２Ｈ控制；主动悬架；频率加权函数；未建模动态不确定
中图分类号：Ｕ６．３４３３文献标识码：Ａ
悬架系统是路面车辆的重要的子系统之一，改对
输出分为不同的通道，用范数度量扰动作用下的利时域ＬＧ性能指标，用范数度量未建模动态不Ｑ利确定性作用下的频域鲁棒性能指标，采用基于区域并
悬架系统性能和系统鲁棒性之间的折衷优化控制问题，同时，通过将闭环极点配置在指定位置，保证了系统的动态性能，结果显示，通过将单一范数（或日控制方法改进为混合范数／控制方法，）Ｈ强化了每种范数各自的优势，系统综合
性能品质得到了保证。
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摘要：利用混合／Ｈ控制方法设计了某重载车辆悬架控制器。以此种方法设计出的控制器，通过控制指
标保证被控对象约束输出传递函数的无穷范数低于适当７值的同时，小化一个给定的性能指标函数，好的解决了最较
环系统对扰动抑制性能和鲁棒稳定性的需求。文献从各自不同的角度分析了Ｈ，制对系ｊ，Ｊ控
反馈控制器以提高系统的性能指标。
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统鲁棒性需求上的局限性，以及在悬架控制器设计上利用两种范数混合折衷设计的有效性，ａｅ设计了Ｊｇｒ鲁棒控制器，陈虹教授等人针对主动悬架系统设计了基于混合范数性能度量的多目标输出反馈控制器，以便克服单一范数度量下，控制保守性大，控日制鲁棒性不强等各自缺陷，系统稳定性和性能上获在得的良好的折衷。钟志华院士等人设计了基于遗传算法的主动悬架，对多目标控制器的保守性进行了并研究。陈无畏教授等人针对四自由度车辆主动悬架模型的多目标混合Ｈ／制器设计进行了研究。上２Ｈ控述文献均对混合范数度量意义下的多目标控制器设计给出了各自的解决方法，是，未给出混合范数度量但并
基金项目：上海市自然科学基金项目（０Ｒ４１０；海市科研创新１Ｚ１２００）上 ’
项目０Ｙ９）上海市重点学（８Ｚ９；科建设项目（００）Ｊ５５３
收期：０８１ —５修改稿收到日２９０ — １稿日２ —０１０期：０ —４２０