專利名稱：汽車分層建模振動(dòng)控制方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
-
本發(fā)明涉及汽車振動(dòng)緩沖控制方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代車輛懸架振動(dòng)控制的研究中，只考慮了路面激勵(lì)的垂直作用是不全面的，路面?zhèn)认蚣?lì)對(duì)車輛的側(cè)向振動(dòng)和偏航角振動(dòng)對(duì)于車輛在復(fù)雜路況行駛時(shí)的振動(dòng)影響也應(yīng)進(jìn)行分析和討論。
傳統(tǒng)汽車建模結(jié)合一些控制策略可以進(jìn)行振動(dòng)控制的計(jì)算，假若這樣的汽車模型包括駕駛員人椅系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，且駕駛員人椅系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)只考慮其垂直方向的振動(dòng)，則共有15個(gè)自由度，如圖1所示。這15個(gè)自由度是4個(gè)非懸掛質(zhì)量處的垂直振動(dòng)(z向)，4個(gè)非懸掛質(zhì)量處的側(cè)向振動(dòng)(y向)，懸掛質(zhì)量質(zhì)心處的垂直、側(cè)向、俯仰角、側(cè)傾角、偏航角振動(dòng)，駕駛員人椅系統(tǒng)垂直振動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)垂直振動(dòng)。四個(gè)輪系依次編號(hào)1 4，在表示相互位置時(shí)，/,和
〔分別為前輪與質(zhì)心的距離和后輪與質(zhì)心的距離，附；A和/2分別為右側(cè)、.左側(cè)與質(zhì)心的距離，m; /3和/4分別為駕駛員人椅系統(tǒng)距^軸和;;軸的距離，附；、、、、mg:發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的剛度系數(shù)、阻尼系數(shù)和質(zhì)量，W/w、 iV.W;w、紐。
從圖l中可以看出，根據(jù)其可以建立15個(gè)運(yùn)動(dòng)方程的數(shù)學(xué)表達(dá)式，它們分別是懸架質(zhì)心處垂直振動(dòng)方程、懸架質(zhì)心處側(cè)向振動(dòng)方程、懸架質(zhì)心處俯仰角振動(dòng)方程、懸架質(zhì)心處側(cè)傾角振動(dòng)方程、懸架質(zhì)心處偏航角振動(dòng)方程、1#一4#非簧載質(zhì)量垂直方向振動(dòng)方程、1#一4#非簧載質(zhì)量側(cè)向振動(dòng)方程、駕駛員人椅系統(tǒng)垂直振動(dòng)方程和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)垂直振動(dòng)方程。根據(jù)這15個(gè)運(yùn)動(dòng)方程，通?？刹捎玫臓顟B(tài)變量如下
Z = [ic zc 九 yc紇 6>c A A A % ~ & Sk2 za2 fu3z 3 S 4 z 4 九i 凡i j 2 凡2 j 3 凡3 j 4 yu4 ip 、 ig zg]
系統(tǒng)矩陣A 、控制量矩陣B和路面輸入矩陣G可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)方程中各個(gè)狀態(tài)變量的系數(shù)得到，W為干擾輸入矩陣，U為控制量矩陣，則由 Z-AZ + BU + GW可得到系統(tǒng)狀態(tài)空間矩陣；若令C為輸出參數(shù)矩陣，Z為輸 出向量矩陣，D為輸出控制量矩陣，g為白噪聲，則由Y-CZ + DU + g可得到系 統(tǒng)輸出矩陣。
根據(jù)上述空間狀態(tài)矩陣，可以結(jié)合一定控制策略進(jìn)行控制量的計(jì)算，以驅(qū)動(dòng) 作動(dòng)器產(chǎn)生相應(yīng)阻抗力抵抗外力的影響，維持汽車行駛時(shí)的乘坐舒適性和行駛平 穩(wěn)性，目前所有關(guān)于車輛振動(dòng)控制的文獻(xiàn)報(bào)道均為此方法。在控制量計(jì)算過程中， 我們可以看到，以圖l為例，若以上述傳統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型為基礎(chǔ)建立的數(shù)學(xué)模型， 其狀態(tài)空間矩陣需要解算30X30的矩陣，如果再結(jié)合一些復(fù)雜的控制策略，其
在線計(jì)算負(fù)荷便顯得繁重。盡管當(dāng)前計(jì)算機(jī)硬件水平發(fā)展日新月異，但隨之會(huì)帶 來人們對(duì)更多自由度的精確模型和更高復(fù)合控制策略的追求，在線計(jì)算仍耗費(fèi)一 定時(shí)間，進(jìn)而加大控制時(shí)滯性的影響，這對(duì)于汽車高速行駛的發(fā)展趨勢(shì)產(chǎn)生阻礙， 因此，如何減少在線控制量計(jì)算時(shí)間，在一定程度上提高對(duì)路面信息的采樣頻率， 以更為精確地描述外界激勵(lì)并實(shí)施控制，進(jìn)而改善車輛行駛平穩(wěn)性，則需要另辟 蹊徑。為此，可在采用目前成熟控制策略的基礎(chǔ)上，對(duì)汽車懸架模型進(jìn)行解耦以 簡化模型，采用在線并行計(jì)算的方法，可以大幅降低控制量在線運(yùn)算時(shí)間，這是 車輛控制領(lǐng)域值得探討和研究的前沿問題。
汽車振動(dòng)控制方法是根據(jù)不同的控制策略而略有區(qū)別的，但總的看來，建立 在傳統(tǒng)汽車動(dòng)力學(xué)模型上的振動(dòng)控制過程如下接收車體上各部傳感器得到的路 面信息和車速等信息；處理器根據(jù)汽車模型羅列的狀態(tài)矩陣計(jì)算得到1# 一4#可 控作動(dòng)器的控制量；根據(jù)理論控制量驅(qū)動(dòng)作動(dòng)器產(chǎn)生相應(yīng)抵抗力。
其硬件配置由一個(gè)處理器和若干個(gè)分散安置的傳感器組成，軟件是基于傳統(tǒng) 的汽車動(dòng)力學(xué)模型，在線計(jì)算控制量時(shí)需要解算30X30的矩陣，因此在線計(jì)算時(shí) 間在很大程度上決定了控制時(shí)滯性影響的大小。
其運(yùn)作控制過程為傳感器信息經(jīng)濾波、A/D轉(zhuǎn)換后輸入CPU處理器，CPU結(jié) 合一定控制策略進(jìn)行狀態(tài)空間矩陣計(jì)算，2 = AZ + BU + GW， T = CZ + DU +《， 得到控制量，根據(jù)控制量可得到可控作動(dòng)器的相應(yīng)動(dòng)作。若以磁流變阻尼器(以 下簡稱MR阻尼器)為例，由計(jì)算得到的控制量可得到其所需要的電壓量，再將電 壓量經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后將數(shù)據(jù)輸出給MR阻尼器，MR阻尼器產(chǎn)生相應(yīng)的電流來改變阻尼器線圈的磁場，磁場改變MR液體粘滯系數(shù)，產(chǎn)生阻尼力，從而產(chǎn)生減振效果。此
夕卜，傳感器測(cè)得MR阻尼器實(shí)際輸出阻尼力，阻尼器實(shí)際輸出與理論值比較，比較
無誤差或誤差很小，則本輪次運(yùn)算控制結(jié)束，誤差值大，則將數(shù)據(jù)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器
輸給下一輪次輸出的電壓量進(jìn)行補(bǔ)償。
傳統(tǒng)汽車模型是將汽車整體建模進(jìn)行減振控制的，近幾年來發(fā)展的分層建模
控制是將一個(gè)車體看作是由若干個(gè)l/4懸架系統(tǒng)的組合進(jìn)行考慮的，并且已成功 運(yùn)用到摩托車減振控制中，但由于摩托車懸架模型相當(dāng)于汽車的半車模型，因此 只需考慮路面垂直激勵(lì)的影響。傳統(tǒng)汽車模型只考慮了路面垂直激勵(lì)的影響，其 可用于研究汽車垂直振動(dòng)、側(cè)傾角振動(dòng)、俯仰角振動(dòng)，而對(duì)于崎嶇路面對(duì)汽車側(cè) 向振動(dòng)、偏航角振動(dòng)的影響卻無能為力，因此引入路面?zhèn)认蚣?lì)對(duì)汽車振動(dòng)影響 的研究，將有助于汽車振動(dòng)控制領(lǐng)域理論與減振技術(shù)的發(fā)展。此外，對(duì)于汽車四 個(gè)輪系各自實(shí)施不同控制策略的研究也是該領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題，但由于一體的懸掛 質(zhì)量無法解耦而不能很好地解決。結(jié)合上述幾方面，在采用分層建模方法建立的 四個(gè)l/4可控懸架系統(tǒng)和兩個(gè)非可控系統(tǒng)并行存在的模型基礎(chǔ)上，研究路面垂直 和側(cè)向激勵(lì)對(duì)汽車振動(dòng)的共同影響，不僅可以掌握汽車垂直、側(cè)向、俯仰角、側(cè) 傾角、偏航角的振動(dòng)狀態(tài)，而且各個(gè)l/4可控懸架系統(tǒng)可以采用相同或不同的控 制策略實(shí)施控制，由此可彌補(bǔ)與完善相關(guān)理論，創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用，形成自主知識(shí)產(chǎn) 權(quán)的汽車振動(dòng)控制技術(shù)。
綜上所述，對(duì)于傳統(tǒng)上建立的只考慮路面垂直激勵(lì)影響的15個(gè)自由度的汽 車模型，在其振動(dòng)控制過程中由于在線要處理30X30矩陣的運(yùn)算，因而計(jì)算量 大，對(duì)控制時(shí)滯性影響強(qiáng)，直接影響減振效果；將已有的摩托車分層振動(dòng)控制模 式推廣到汽車分層建模振動(dòng)控制方法中，若只研究了路面垂直激勵(lì)的影響是不全 面的，考慮到越野車等車型行駛在崎嶇路面上也存在著路面?zhèn)认蚣?lì)，因此必須 同時(shí)考慮路面垂直和側(cè)向激勵(lì)對(duì)汽車振動(dòng)控制的影響；汽車分層模型的特點(diǎn)是各 個(gè)可控1/4懸架系統(tǒng)并行，因此可根據(jù)實(shí)際需要各自實(shí)施相同或不同的控制策 略。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種可在線并行進(jìn)行四個(gè)l/4懸架系 統(tǒng)控制量解算，進(jìn)而控制汽車垂直、側(cè)向、俯仰角、側(cè)傾角和偏航角振動(dòng)的汽車 分層建模振動(dòng)控制方法及裝置。本發(fā)明的控制方法方案是包括路面信息傳感器將數(shù)據(jù)經(jīng)濾波、A/D轉(zhuǎn)換后 傳給CPU處理器，其特征在于垂直、側(cè)向的8個(gè)路面不平度傳感器、汽車行駛速 度傳感器的信息數(shù)據(jù)經(jīng)濾波、A/D轉(zhuǎn)換后，將數(shù)據(jù)傳送給與之相聯(lián)的CPU處理器:
①CPU按照輸入的路面信息結(jié)合分層模型建立的算法:利用S。 = 運(yùn)算得
到懸架懸掛質(zhì)量質(zhì)心處的S。、 A、《、A、 A的預(yù)估值，利用/^ZV^運(yùn)算得
到1#-4#輪系和人椅系統(tǒng)對(duì)懸掛質(zhì)量約束力的預(yù)估值/;、巧、巧、F4、 &，利用
"。t =S《Sz 、 =S^S3運(yùn)算得到1#-賴懸掛質(zhì)量在懸架解耦前后垂直和側(cè)向
加速度變化量預(yù)估值厶^、厶42、厶43、厶44和aj;c1、a))c2、—c3、^c4 ，利用^ = ^ +(—i)mAifCJfc 、
^=^+(-1廣、^運(yùn)算得到解耦后的1#-賴懸掛質(zhì)量垂直和側(cè)向加速度預(yù)估值 S，、 if2、 S3、 ^和JV A、 )>3、 A，再分別傳輸給1#至4#單元垂直、側(cè)向八個(gè)矩陣解算
控制量運(yùn)算模塊；
上述各符號(hào)說明如下
》:、A、《、A、 A:汽車車體質(zhì)心處的垂直加速度、側(cè)向加速度、俯仰角 加速度、側(cè)傾角加速度和偏航角加速度。
5。 =[4 丸 4 ^ 化]，C=[°"l CT2 CT3 CT4 CT5]T ， ct1、 CT2、 "3、 0"4和0"s是 根據(jù)路面激勵(lì)為S。、A、《、A、 ^分別設(shè)定的限定值。
下標(biāo)y^l,2,3，4,p， 1H-4tt輪系和人椅系統(tǒng)分別對(duì)懸掛質(zhì)量的約束力。 S^^,A，44,&,Fd ， ^,;i分別為系數(shù)，具體見附錄，下標(biāo),=1~5， 7' = 1-6。
A&、 1#-賴懸掛質(zhì)量在懸架解耦前后垂直和側(cè)向加速度的變化量，下
標(biāo)女=卜4 。
S2=^A，《4}，《為系數(shù)，具體見式(28)、 (35)、 (36)和(37)，下標(biāo) yfc,z = i~4 。
:ltt-賴懸掛質(zhì)量在懸架解耦前后側(cè)向加速度變化量，下標(biāo)*=1~4。 S^化，丸,化,W， 為系數(shù)，具體見式(51)、 (52)、 (53)和(54)，下標(biāo)
=1~4 。
6、 解耦前和解耦后的1#-4#懸掛質(zhì)量垂直加速度，* = 1~4; Zfc",2時(shí) 附=0; /t = 3，4Btw = l。
A。
A:解耦前和解耦后的ltt-賴懸掛質(zhì)量側(cè)向加速度，*=1~4。② ltt至賴單元垂直、側(cè)向八個(gè)矩陣解算控制量的運(yùn)算模塊分別就對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù) 按二自由度空間矩陣之-AZ + BU + GW、 T-CZ + DU + g (A為系統(tǒng)矩陣、B 為控制量矩陣、C為輸出參數(shù)矩陣、D為輸出控制量矩陣、G為路面輸入矩陣， U為控制量矩陣、W為干擾輸入矩陣、Z為輸出向量矩陣、g為白噪聲)并行 進(jìn)行八個(gè)4X4矩陣運(yùn)算，所得到的每一個(gè)單元垂直、側(cè)向控制量U。 Uy按照 U = Uy^ 9 + UzCOs 9 (S為作動(dòng)器與垂直方向夾角)合成后分別得到ltt至4tt單元
可控作動(dòng)器的理論控制量U;
③ 1#至4#單元控制量按照作動(dòng)器類型進(jìn)行動(dòng)作量的轉(zhuǎn)換運(yùn)算對(duì)于MR阻尼 器而言，設(shè)置轉(zhuǎn)換電壓量運(yùn)算模塊分別將對(duì)應(yīng)輸入的阻尼力理論計(jì)算控制量按設(shè) 定模式換算成電壓量；若是電流變阻尼器，設(shè)置轉(zhuǎn)換電流量運(yùn)算模塊分別將對(duì)應(yīng) 輸入的阻尼力理論計(jì)算控制量按設(shè)定模式換算成為電流量；若為空氣懸架或液壓 控制的主動(dòng)懸架，則相應(yīng)地轉(zhuǎn)換為氣路或油路閥門開關(guān)狀態(tài)，之后分別將數(shù)據(jù)輸 出CPU經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換傳輸給ltt至4g單元各個(gè)作動(dòng)器；
各個(gè)作動(dòng)器按接收到的數(shù)據(jù)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作，對(duì)于MR阻尼器，輸入電壓 量轉(zhuǎn)變?yōu)榇艤€圈的電流量以調(diào)整磁場，改變MR液體粘滯系數(shù)，粘滯系數(shù)的改變 調(diào)整了阻尼力實(shí)現(xiàn)減振目的；對(duì)于其它類型可控作動(dòng)器，根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行 物理量變換后亦會(huì)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
實(shí)現(xiàn)該方法的裝置方案是包括路面信息傳感器、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、CPU 處理器依次連接，其特征在于8個(gè)采集路面不平度信息的傳感器和汽車行駛速 度傳感器、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、CPU處理器輸入端依次連接，
CPU處理器內(nèi)包括
用于將汽車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、車速數(shù)據(jù)和路面數(shù)據(jù)按分層算法運(yùn)算模式運(yùn)算 后，分解成ltt至4ll單元垂直、側(cè)向共八個(gè)4X4矩陣懸掛質(zhì)量運(yùn)動(dòng)預(yù)估值數(shù)據(jù)的矩 陣轉(zhuǎn)換運(yùn)算裝置；
八個(gè)分別用于將矩陣轉(zhuǎn)換運(yùn)算裝置輸入的lft至站單元八個(gè)懸掛質(zhì)量運(yùn)動(dòng)預(yù) 估值單元進(jìn)行4X4矩陣解算出理論控制量的控制量運(yùn)算裝置；
四個(gè)分別用于控制量運(yùn)算裝置輸入的1#至4#單元垂直、側(cè)向八個(gè)理論控制量 合成為1#至賴單元四個(gè)理論控制量，并且繼續(xù)換算成各自需求電壓量，并輸出給 對(duì)應(yīng)的ltt至4tt單元MR阻尼器的電壓量運(yùn)算裝置；
9CPU輸出端通過D / A轉(zhuǎn)換器分別與lff至4tt單元MR阻尼器連接。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于將傳統(tǒng)汽車電控單元只考慮路面垂直激勵(lì)而進(jìn)行振動(dòng)控 制所需解算的15個(gè)自由度的30 X 30矩陣，通過考慮路面垂直和側(cè)向激勵(lì)的共同影 響而建立的分層控制架構(gòu)，轉(zhuǎn)化為八個(gè)二自由度4X4矩陣同時(shí)進(jìn)行汽車前后輪軸 兩側(cè)共計(jì)四個(gè)可控作動(dòng)器的控制量運(yùn)算，并實(shí)施振動(dòng)控制，以縮短在線運(yùn)算時(shí)間， 因而可在一定程度上加快對(duì)外界信息的采集頻率，以更為精確地描述外界激勵(lì)并 實(shí)施控制，提高減振控制效果，進(jìn)而提高汽車行駛平穩(wěn)性和乘坐舒適性。此外， 由于分層建模振動(dòng)控制方法是將汽車這樣一個(gè)連續(xù)體轉(zhuǎn)化為四個(gè)并行可控l/4懸 架系統(tǒng)與兩個(gè)不可控系統(tǒng)的組合，因此各個(gè)l/4可控懸架系統(tǒng)即可采用相同也可 分別采用不同的控制策略，以求達(dá)到汽車整體最佳振動(dòng)控制效果。


圖1為考慮路面?zhèn)认蚣?lì)時(shí)的汽車動(dòng)力學(xué)模型。 圖2為汽車分層建模振動(dòng)控制架構(gòu)。 圖3為汽車懸掛質(zhì)量受力分析。 圖4為單自由度的發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)子系統(tǒng)。 圖5為1#輪底路面激勵(lì)。 圖6為2#輪底路面激勵(lì)。 圖7為3#輪底路面激勵(lì)。 圖8為4#輪底路面激勵(lì)。 圖9為駕駛員人一椅系統(tǒng)的垂直加速度。 圖10為懸掛質(zhì)量質(zhì)心處的垂直加速度。 圖11為懸掛質(zhì)量質(zhì)心處的側(cè)向加速度。 圖12為懸掛質(zhì)量質(zhì)心處的俯仰角加速度。 圖13為懸掛質(zhì)量質(zhì)心處的側(cè)傾角加速度。 圖14為懸掛質(zhì)量質(zhì)心處的偏航角加速度。 圖15為本發(fā)明裝置方框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明方法其解決思路是對(duì)懸掛質(zhì)量進(jìn)行空間受力分析并列出其平衡等 式，通過前、后輪軸兩側(cè)處即1共至4#單元與懸掛質(zhì)量質(zhì)心處垂直、側(cè)向運(yùn)動(dòng)間的 關(guān)系，變換得到只含有1#至賴單元懸掛質(zhì)量的垂直加速度、側(cè)向加速度、俯仰角
10加速度、側(cè)傾角加速度、偏航角加速度的表達(dá)式，因此從數(shù)學(xué)模型上可以將一個(gè) 連續(xù)分布的懸掛質(zhì)量視為由四個(gè)單元的集中質(zhì)量組成，進(jìn)一步對(duì)互聯(lián)條件的分析 可將傳統(tǒng)的汽車整體懸架視為前、后輪軸兩惻四個(gè)l/4可控懸架系統(tǒng)的組合(垂 直、側(cè)向共八個(gè)二自由度系統(tǒng))。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)傳遞給懸掛質(zhì)量激勵(lì)，同時(shí)相互間 處于平衡運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，駕駛員人椅系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)則取決于懸掛質(zhì)量的振動(dòng)，它們均作 為無控系統(tǒng)來對(duì)待。
本專利所提出的汽車分層建模振動(dòng)控制方法，是借助分層建模的手段對(duì)汽車 模型懸掛質(zhì)量進(jìn)行解耦并依據(jù)其構(gòu)建中央控制器算法，將圖1所示的汽車動(dòng)力學(xué) 模型視為四個(gè)可控1/4懸架系統(tǒng)(每個(gè)可控1/4懸架系統(tǒng)由垂直、側(cè)向兩個(gè)二自 由度懸架系統(tǒng)組成)和發(fā)動(dòng)機(jī)、駕駛員這兩個(gè)無控系統(tǒng)的組合，如圖2所示。這 樣做的目的，中央控制器可以根據(jù)路面及外界信息協(xié)調(diào)并指令四個(gè)可控1/4懸架 系統(tǒng)進(jìn)行控制量的在線并行運(yùn)算，如此以來，可以減少控制量的計(jì)算時(shí)間以提高 對(duì)路面的采樣頻率，進(jìn)而在對(duì)較為精確的路面信息測(cè)量基礎(chǔ)上實(shí)施控制，從而提 高汽車的駕駛品質(zhì)。
構(gòu)筑分層建模振動(dòng)控制模式就需要對(duì)汽車懸架進(jìn)行解耦進(jìn)而形成一套算法。 首先對(duì)汽車懸架的懸掛質(zhì)量進(jìn)行受力分析，其受力如圖3所示，將各輪系處的彈 簧力、阻尼力和半主動(dòng)控制力簡化為集中力，駕駛員人一椅系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的 彈簧力和阻尼力亦簡化為集中力，可以得到
附A -尸,-& (1)
(2)
W: = +《z)/r _(Fl2 ++ iy4 + Fg/g (3)
U-(,2z+f4z)/2+/y3 (4)
上面各iti中，F(xiàn)lz = cos ^ ， = A sin ^ ; F2z = F2 cos y2 ， = F2 sin y2;
K、 h、 ^和^分別是各輪底路面激勵(lì)的側(cè)傾角，K=tan-'C^/z。,)， rW。
式(1) (5)中，《可由發(fā)動(dòng)機(jī)處安裝的加速度傳感器加權(quán)后得到，因此 F。
F2、 F3、 5和Fp可以求得如下
F3z=F3cos;v F3y=F3siny3; F4z=F4cosy4， F4y = F4siny4;
11《=V附a +42;K:PC+ +4^; f2 =4,;1附義+/i23;i/;4 +^4義4^;十4義A化+4^; f3 = ;i^附a +^hjc+^3;i/>c +^6義/=; f4 =+A42;i/ t.)>c +;^;1/^ +4;^^ +;i45;i/za+;t46/iFg
上述式中義和&均為系數(shù),具體見附錄，可將(6) — (10)整合為《 式，其中S^^j^,《4,化,Fg，下標(biāo)A-l,2,3,4,p， / = 1~5， ) = 1~6。 在圖3所示的垂直方向(z方向)，存在如下關(guān)系
Zcl = A
將式(11)代入式(1)，得
附Ai +附A《 - 附"^i = & +尸22 + +f4z - & - & 將式(17) ^—式(3)，得
化",-附"^+(~-a-
將式(18) x4+式(4) x(//+/r)，得
同理，得
附乂乂^2- v點(diǎn)+mc/r/I/2#i —/, =(/,+/r)(/!+/2)f2z
+(/, +/,)/2& —(/r-(/, h)化—(/,
附力"3 -附從化+ -加糾A h)A =(/, -('/ h)"'
+(~ --"/^ +(/, h)/3& -(/, -"/2&
附力^4 —附力/乂《+ Mc///Ia —h)A = —(/, h)/'^ 式(19) ~式(22)相加后整理得
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
:S/lJSi的形
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
(16)
(17)
(18)
(19)
(20)
(21)
(22)附cAl +附c2^2 +附^'c3 +附^4=《Z + F2z +尸3z + F4Z — ^ — A
(23)
上式中，=
/ 。，分別表示分層后四個(gè)獨(dú)立的l/4懸架系統(tǒng)的懸掛質(zhì)量。
附c ，附c3
/,/2
附c
-//X (19) -(20) +/, (21) +/rx (17)，得
w — —/ FA —/ " +/ " +/ i^" +/ F +/ F
■^^c — V〖iz */^22十、_r3z卞卜尸42卞i4_Tp卞、尸g
上式中，，《=^-Wcl&
《=4_附丄
(19) —/2x (20) (21) —/2x (22)，得
=w，+/^ - ,2《-/2《+/3&
上式中，"=4-i， =^-^1
(24)
(25)
C—，2
附d
Zc3
解耦后，由于各個(gè)l/4懸架系統(tǒng)的懸掛質(zhì)量沒有了相鄰質(zhì)量的限制，因而其 位置會(huì)有相應(yīng)的變化，若令"。,、"。2、 A&和A^是編號(hào)為l弁一4弁的各個(gè)l/4可 控懸架系統(tǒng)在解除相鄰約束過程中在垂直方向(z方向)上位移的變化量，A、 z2、
23和24是解除相鄰約束后在垂直方向(Z方向)上的位移變量，對(duì)于輪系1而言，
存在著
附C巧z-附ci厶^ (26) 厶W zd (27) 上兩式結(jié)合式(11)整理后得
￡￡^—丄^+^—i》:
2 cl 2 2 2
同理，可得到
附cA ^廣，2厶^
(28)
(29)
(30)
(31)
(32)<formula>formula see original document page 14</formula> (33)
<formula>formula see original document page 14</formula> (34)
式(27)、 (30)、 (32)、 (34)可整合為^ +(-1)、^的表達(dá)形式，按照
<formula>formula see original document page 14</formula>
結(jié)合式(12) ~ (14)，可得到
<formula>formula see original document page 14</formula> (35)
<formula>formula see original document page 14</formula> (36)
<formula>formula see original document page 14</formula> (37)
式(28), (35) — (37)可整合為A^-^《S2的形式，其中S2-KA,《4， 下標(biāo)&，'' = 1~4 。
在圖3所示的側(cè)向方向(y方向)，存在如下關(guān)系
<formula>formula see original document page 14</formula> (38)
<formula>formula see original document page 14</formula> (39)
<formula>formula see original document page 14</formula> (40)
<formula>formula see original document page 14</formula> (41)
同理，可以將式(38)~(41)分別代入式(2)，然后用式(3)-(5)整理后得到 如下各式
<formula>formula see original document page 14</formula> (42)
<formula>formula see original document page 14</formula> (43)
<formula>formula see original document page 14</formula> (44)
<formula>formula see original document page 14</formula> (45)
式(42) ~式(45)相加后整理得附乂/2 COt"j^ C0t^j^ +附力/2 00^4兌3 + 7^/,/, coty3A4
+(A —附/A) (A001 ^ —《cot ^ + "cot y2 — 4 cot乙)0C
+wc"/2 (co化-啤2 +cot,3 -cot")反=(/, +/,)(/, coty, +/2 coty2)Fly (46)
cot/, +/2 cot/2)F2, +(/, cot/3 +/2 cot,4)&,
+(/,+/,) (/, cot ^ + /2 cot y4)《y
車輛在行駛過程中，四個(gè)車輪底部的路面激勵(lì)與垂直方向的夾角K、 m A
和^之間的差距很小，可以用一個(gè)均值L表示，即4=0^+^+^+ 0/4，因而式 (46)可以轉(zhuǎn)化為
附d +氣2^2 +附cJc3 += ^ + F2y + F3y + Ay (47)
同理，/,x (42) +//X (43) (44) (45)，得
"A "/《+々《-^ - (48)
式中，= /z - /W力/f ' ^ = ~ -附。^ ，《=~ -附"凡2 ，《=& -加^3 ，《=、-氣4義4
從式(23)、 (24)、 (25)、 (47)和(48)可以看出，其與式(1)、 (3)、 (4)、 (2)和(5)具有相同的表達(dá)形式，但此時(shí)懸掛質(zhì)量^已被四個(gè)可控輪系各自 獨(dú)立的懸掛質(zhì)量 、me2、 r^和m"所代替，如此以來，整個(gè)汽車懸架便被轉(zhuǎn)化 為四個(gè)完整且獨(dú)立的l/4懸架系統(tǒng)，整個(gè)汽車懸架模型被解耦。
與z方向相同，在y方向，解耦后由于各個(gè)1/4懸架系統(tǒng)的懸掛質(zhì)量沒有了 相鄰質(zhì)量的限制，因而其位置會(huì)有相應(yīng)的變化，若令a&、 a^、 a^和a^是編 號(hào)為1~4的各個(gè)1/4可控懸架系統(tǒng)在解除相鄰約束過程中側(cè)向方向(y方向)上 位移的變化量，^、 y2、 K和^是解除相鄰約束后在側(cè)向方向(y方向)上的位 移變量，對(duì)于輪系1而言，存在著
氣A附d厶》d (49) & (50) 上兩式結(jié)合式(38)整理后得
厶^ =^巧—^尺—+ % 一寸么 (51) 2mcl 2 2 2
15同理，可得到
<formula>formula see original document page 16</formula>式(51) — (54)可整合為^^=^>,3的形式，其中S^《,;P。,化，^i，下標(biāo) A，y = l —4 。
以上解決了汽車懸架懸掛質(zhì)量解耦前后的關(guān)系，對(duì)于非懸掛質(zhì)量，在懸架解
耦前后的位置也要相應(yīng)發(fā)生變化，令" ,、AZ 2、" 3和^ 4是編號(hào)為1~4的底層
各個(gè)1/4可控懸架解耦過程中非懸掛質(zhì)量在垂直方向(z方向)上位移的變化量， 4、《2、 ^和C是懸架解耦后非懸掛質(zhì)量在垂直方向(z方向)上的位移變量; 令^ ,、 " 2、 ^ 3和^ 4是編號(hào)為1 4的底層各個(gè)l/4可控懸架解耦過程中非 懸掛質(zhì)量在側(cè)向方向(y方向)上位移的變化量，力、乂2、 乂3和力是懸架解耦 后非懸掛質(zhì)量在側(cè)向方向(y方向)上的位移變量；對(duì)于輪系l，有 ",《-^ (55) A凡,義-凡i (56)
解耦前、后的非懸掛質(zhì)量的動(dòng)平衡方程為 氣A, = <formula>formula see original document page 16</formula>式(58) —式(57)，然后將式(55)代入，得
附w厶ii + Si厶Al — + 、')厶z"! = C7l A《,l — 、1 (59)
在側(cè)向方向按照與垂直方向相同，仍然有
<formula>formula see original document page 16</formula>, (60)
附<formula>formula see original document page 16</formula>(61) 將式(61) — (60)相減，然后將式(56)代入，得
附<formula>formula see original document page 16</formula> (62)
對(duì)于式(59)和(62)而言，只要確定了
AZ'.l 、仏賃便可求出、A凡o同理，對(duì)于輪系2 輪系4，可得到
附"2厶U^2厶^2 — ",2 +D" 2 = C,2厶之2 — 、2^2 (63)
附 2厶^2 +^2厶少 2 +(、2 +* 2)厶凡2 = t2"c2 +&厶丸2 (64)
附 3厶U + C,3 + (、3 + l )厶Z"3 = 、3 AZC3 + C。3 "d (65)
附,'3厶L + C,3厶丸3 + (1 + 、3 )厶凡3 = 、3 AX.3 + S3厶L (66)
附"厶S" +C,4^ 4 +(*m4 +"厶2 4 = A:M4AZc4 +C,4《 (67)
附"厶3U + <V厶丸4 + +)厶凡4 =厶X:4 + C,4厶丸4 (68)
至此，汽車整車傳統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型得到了的解耦，整車模型可以被看為是六個(gè)
并行的底層子系統(tǒng)的集合，其中四個(gè)所需控制的1/4懸架系統(tǒng)在振動(dòng)控制過程中
需要連續(xù)進(jìn)行控制力的求解，而發(fā)動(dòng)機(jī)和駕駛員兩個(gè)子系統(tǒng)是無控的，其中發(fā)動(dòng) 機(jī)對(duì)車體作用的激勵(lì)可尋找到其規(guī)律，其對(duì)懸掛質(zhì)量的作用力可以預(yù)先通過測(cè)量
求得，因此對(duì)于全車模型解耦后所建立的分層控制求解過程而言，關(guān)鍵的是要解
決四個(gè)1/4懸架系統(tǒng)的控制過程。
由圖2可看出，傳統(tǒng)汽車模型越精確則自由度越多，在線計(jì)算時(shí)間也越長， 對(duì)于本文圖1所示的傳統(tǒng)汽車15個(gè)自由度模型，通過分層建模后可分為四個(gè)并 行的可控l/4懸架系統(tǒng)，因而可通過并行計(jì)算降低在線計(jì)算時(shí)間，提高系統(tǒng)反應(yīng) 靈敏性，繼而在此基礎(chǔ)上可以加快對(duì)路面信息的采樣頻率，通過對(duì)外界激勵(lì)的詳 細(xì)測(cè)量而得到更為準(zhǔn)確的控制量，從而提高汽車的行駛平穩(wěn)性和乘坐舒適性。此 外，每個(gè)可控l/4懸架系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際需求釆用相互不同的控制策略，以實(shí)現(xiàn)汽 車整體良好的減振性能。所需要注意的是，每個(gè)底層控制均分為垂直方向(z向) 和側(cè)向方向(y向)兩部分，由于一些車輛考慮到在不平路面上行駛所帶來的路 面激勵(lì)側(cè)向分量的影響，通常將一根輪軸上兩側(cè)車輪邊安裝的可控阻尼器和彈簧 呈"八"字型安裝，對(duì)此可根據(jù)其安裝角度由垂直和側(cè)向這兩個(gè)控制量進(jìn)行合成 后得到該可控阻尼器應(yīng)輸出的控制量。
分層建模振動(dòng)控制的控制量解算過程如下
1)確定發(fā)動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)對(duì)懸掛質(zhì)量的作用力&。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)與懸掛質(zhì)
17量間用彈簧和阻尼減振的特點(diǎn)，可以簡化該子系統(tǒng)并建立為單自由度的質(zhì)量一彈 簧一阻尼系統(tǒng)，如圖4所示，該系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為
化+ S- O + 、_ 2w)= 0 (69) F,-附A (70) 式(69)中發(fā)動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)的振動(dòng)激勵(lì)^和&可以通過加速度傳感器測(cè)量并加
權(quán)后得到，因此可得到懸掛質(zhì)量上與發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)結(jié)處的振動(dòng)加速度^，繼而得到
發(fā)動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)對(duì)懸掛質(zhì)量的作用力《。
2) 根據(jù)路面激勵(lì)垂直和側(cè)向分量的大小，確定懸架質(zhì)心處的垂直加速度&、 側(cè)向加速度丸、俯仰角加速度《、側(cè)傾角加速度^和偏航角加速度A的預(yù)估值。 為確保^、 A、《、A和化的預(yù)估值不超過它們各自限定值的概率在99.7%以上， 可令
-.J "1 "1 h1 .々1
^S^。
KS3《^^CT3^S^A ^^CT5 (71)
式(71)可整合為S。-)^F的表達(dá)形式，其中8。=[4 &《& A]7,
0=[CTl A CT3 t74 CTs]T，限定值q、 A、 A、 和A可以根據(jù)路面激勵(lì)分別表
述如下
<formula>formula see original document page 18</formula> (72)
<formula>formula see original document page 18</formula> (74)<formula>formula see original document page 18</formula> (75)<formula>formula see original document page 18</formula> (76) 上面各式中的f,為采樣時(shí)間。
3) 由i:、 j)。、《、《和化的預(yù)估值并借助于式(6) (10)得到f;、 F2、 F3、 F4、 5的預(yù)估值，然后由式(28)、 (35)~(37)、 (51) (54)得到z^、 4?！?、^2 、 忒3、 AA3、 ^4、 A義4的預(yù)估值。
4) 根據(jù)步驟3)的結(jié)果，得到解耦后所形成的四個(gè)1/4懸架系統(tǒng)懸掛質(zhì)量的加速度預(yù)估值4、 A、 s2、 j>2、 4、 j>3、 ^、 j>4。
5) 按照二自由度懸架系統(tǒng)懸掛質(zhì)量運(yùn)動(dòng)預(yù)估值已定情況下羅列的狀態(tài)方程 并結(jié)合一定的控制律，可以得到1弁一4弁單元各個(gè)垂直、側(cè)向兩個(gè)二自由度控制
系統(tǒng)的控制量U。 Uy，再按照U-UyW'"5 + U^0^9 (^為作動(dòng)器與垂直方向夾
角)合成后分別得到ltt至賴輪系單元可控作動(dòng)器的理論控制量；
進(jìn)而各自合成得到各個(gè)1/4懸架系統(tǒng)所需的控制力，同時(shí)得到各個(gè)1/4懸架
系統(tǒng)懸掛質(zhì)量加速度、非懸掛質(zhì)量加速度的實(shí)際值。
6) 此步驟用于模擬計(jì)算與實(shí)驗(yàn)的監(jiān)測(cè)用與步驟4)相反的過程，可以得到
解耦前懸掛質(zhì)量各個(gè)端點(diǎn)處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，和各個(gè)非懸掛質(zhì)量的實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并 進(jìn)而得到懸掛質(zhì)量質(zhì)心處的實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這樣，整個(gè)懸架控制后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)便 可以確定。
7) 考慮到實(shí)際作動(dòng)器(在本例中為MR阻尼器)動(dòng)作響應(yīng)的誤差，將本輪理 論計(jì)算控制量與實(shí)際控制量之間的誤差在下一輪中進(jìn)行補(bǔ)償。
從上述運(yùn)算過程可以看到，其實(shí)也是一種參考模型自適應(yīng)控制過程。由步驟 2)建立的懸架質(zhì)心處的理想振動(dòng)模式，指導(dǎo)步驟3)、 4)和5)向其逼近，然后 由步驟5)中的實(shí)際控制量值反映到步驟6)中懸架實(shí)際控制后的效果。
為驗(yàn)證全車懸架分層建?？刂评碚摚x取表1所示參數(shù)進(jìn)行全車懸架的半主 動(dòng)和被動(dòng)兩種控制情況下的半實(shí)物仿真模擬實(shí)驗(yàn)，半主動(dòng)與被動(dòng)懸架參數(shù)均相 同，所不同的只是半主動(dòng)懸架比被動(dòng)懸架增加了由MR阻尼器所提供的半主動(dòng)控 制力。
表1全車懸架各部參數(shù)
名稱數(shù)值單位名稱數(shù)值單位
人一椅系統(tǒng)質(zhì)量wp80紐1#懸架阻尼系數(shù)^1290
人一椅系統(tǒng)阻尼Cp250w-j/附2#懸架阻尼系數(shù)&12卯
人一椅系統(tǒng)剛度、18003#懸架阻尼系數(shù)&1620
發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)質(zhì)量m,50紐4#懸架阻尼系數(shù)^1620
發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)阻尼^760"懸架剛度l19960
發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)剛度^200002#懸架剛度* 219960
懸掛質(zhì)量附c7303#懸架剛度&317500iV//w
俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)慣量^12304"懸架剛度^17500w/附
側(cè)傾轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/,12301#輪胎剛度、，175500A7w偏航轉(zhuǎn)動(dòng)慣量A6152#輪胎剛度* 2175500
l"非懸掛質(zhì)量氣，403#輪胎剛度&175500w/附
2#非懸掛質(zhì)量附 240紐4#輪胎剛度&4175500
3#非懸掛質(zhì)量附 335.5發(fā)動(dòng)機(jī)與質(zhì)心距離1.0
4#非懸掛質(zhì)量氣435.5/'0.76附
U附/20,76
1.8人椅系統(tǒng)/30.55附
車速v80人椅系統(tǒng)/40.35
半實(shí)物模擬仿真實(shí)驗(yàn)之前，設(shè)定如下一些條件
1) 由于全車懸架振動(dòng)控制考慮了路面激勵(lì)在垂直和側(cè)向兩個(gè)方向的作用，因此非懸掛質(zhì)量運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的作用方向是垂直與側(cè)向的合成，各個(gè)輪系處的懸架動(dòng)位移和輪胎動(dòng)變形亦是垂直與側(cè)向的合成。
2) 由于有側(cè)向分量的影響，前軸一對(duì)和后軸一對(duì)半主動(dòng)磁流變阻尼器及彈
簧成"八"字形安裝，其與地面水平夾角均為75度布置，因此可以將其阻尼系
數(shù)和剛度在垂直和側(cè)向的分量(分別是與垂直和水平夾角的余弦值)分別用于兩個(gè)不同方向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的計(jì)算，最后得到的兩個(gè)方向的半主動(dòng)控制力向阻尼器安裝方向合成后得到阻尼器總的半主動(dòng)控制力。
3) 磁流變阻尼器活塞的運(yùn)動(dòng)空間土0.05加，以此作為懸架動(dòng)位移的限定值。
4) 輪胎的動(dòng)變形限定在土0.02附以內(nèi)。
5) 磁流變阻尼器的輸出控制力在400w 2000 W之間變化。
6) 控制策略的選擇。由于底層四個(gè)可控1/4懸架系統(tǒng)是并行存在的，因此可以根據(jù)實(shí)際需求相互采用不同的控制策略。為降低實(shí)驗(yàn)復(fù)雜性，結(jié)合已有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對(duì)前軸兩個(gè)底層子系統(tǒng)單元均采用線性二次高斯型(iQG)最優(yōu)控制，后軸兩個(gè)子系統(tǒng)單元采用了軸距預(yù)測(cè)加Z^G的控制思想，即前輪與后輪均在同一條輪轍但相差時(shí)間A。
7) 考慮到路面激勵(lì)的垂直分量和側(cè)向分量的影響，垂直激勵(lì)采用C級(jí)路面激勵(lì)，側(cè)向激勵(lì)采用A級(jí)路面激勵(lì)，見圖5~圖8。
8) 發(fā)動(dòng)機(jī)模擬為幅值為0.02附、頻率為200他的正弦周期振動(dòng)，其位移如下式
^ =0.02sin(200;r0 (77)
20實(shí)驗(yàn)結(jié)果截取如下一些內(nèi)容，如圖9 圖14和表2所示。
表2分層建?？刂婆c被動(dòng)控制的對(duì)比
垂直振動(dòng)側(cè)向振動(dòng)加俯仰角振動(dòng)側(cè)傾角振動(dòng)偏航角振動(dòng)
加速度 速度 加速度 加速度 加速度
最大值降幅70.4% 43.7%56.3% 59.5% 32.4%
平均值降幅76.3% 48.8%64.4% 61.4% 48.4%
總加速度均
0.372 0.5620.298 0.380 0.382
方值比值
此外，對(duì)分層建模振動(dòng)控制和傳統(tǒng)建模振動(dòng)控制的在線計(jì)算時(shí)間進(jìn)行了模擬 計(jì)算比較，選取了200個(gè)路面激勵(lì)數(shù)據(jù)點(diǎn)的計(jì)算過程進(jìn)行對(duì)比?；诜謱咏Ｕ?動(dòng)控制的汽車懸架完成200個(gè)采樣點(diǎn)計(jì)算所需時(shí)間，比相同結(jié)構(gòu)參數(shù)傳統(tǒng)建模振 動(dòng)控制的全車懸架的計(jì)算時(shí)間降低了70. 6%，顯示出基于分層建模振動(dòng)控制的汽 車懸架的控制響應(yīng)速度得到大幅度的提高。基于此，可以在一定程度上加快對(duì)路 面激勵(lì)的采樣頻率，更為準(zhǔn)確地描述路面信息，從而施加更為準(zhǔn)確的控制力以改 善系統(tǒng)響應(yīng)，提高汽車行駛平穩(wěn)性和乘坐舒適性。從這點(diǎn)上看，所提出的汽車分 層建模振動(dòng)控制方法具有先進(jìn)性，并且對(duì)主動(dòng)控制或半主動(dòng)控制這類可控懸架均 適用，此外，四個(gè)底層l/4懸架的控制策略各自可以相同也可以不同或采用一些 組合控制策略，這樣的特點(diǎn)，對(duì)于像越野車輛、軍用全地形車輛這樣行駛在苛刻 路面的車輛，采用分層建模振動(dòng)控制后，其在高速行駛時(shí)的控制效果必將比現(xiàn)有 水平得到進(jìn)一步的改善。
由于分層懸架可將一個(gè)實(shí)際上的整體懸架可視為前、后橋兩側(cè)ltt至賴單元四 個(gè)相對(duì)獨(dú)立的l/4懸架系統(tǒng)，因此可以根據(jù)實(shí)際情況分別采用不同的控制策略， 這對(duì)于提高汽車行駛平穩(wěn)性和乘坐舒適性也是有幫助的。
以上述理論計(jì)算方案為基礎(chǔ)的分層控制方法為
包括垂直、側(cè)向的8個(gè)路面不平度傳感器、汽車行駛速度傳感器的信息數(shù)據(jù) 經(jīng)濾波、A/D轉(zhuǎn)換后，將數(shù)據(jù)傳送給CPU處理器；4個(gè)作動(dòng)器工作量傳感器的信 息數(shù)據(jù)經(jīng)濾波、A/D轉(zhuǎn)換后在局部循環(huán)中進(jìn)行比對(duì)運(yùn)算并進(jìn)行補(bǔ)償。以下運(yùn)行步驟為
① cpu按照輸入的路面信息結(jié)合分層模型建立的算法:利用s。 = %。運(yùn)算得
到懸架懸掛質(zhì)量質(zhì)心處的4、 a、 4、 A、 ^的預(yù)估值，利用/;zZA義s,運(yùn)算得
到ltt-賴輪系和人椅系統(tǒng)對(duì)懸掛質(zhì)量約束力的預(yù)估值；F2、 F3、 F4、 Fp ，利用 =Z《S2 、 a& =Zas3運(yùn)算得到ltt-賴懸掛質(zhì)量在懸架解耦前后垂直和側(cè)向
力口速度變化量預(yù)估值厶^、厶42、厶&3、厶44和AJ^、A義2、厶j^、AJ^ ，利用^ = & +(—1)""厶^ 、 ^=^+(-1廣、^運(yùn)算得到解耦后的1#-賴懸掛質(zhì)量垂直和側(cè)向加速度預(yù)估值
S、 s2、 4、 4禾口A、 P2、 :P3、 j>4，再分別傳輸給W至賴單元垂直、側(cè)向八個(gè)矩陣解算 控制量運(yùn)算模塊；
上述各符號(hào)說明如下
4、 A、《、《、A:汽車車體質(zhì)心處的垂直加速度、側(cè)向加速度、俯仰角 加速度、側(cè)傾角加速度和偏航角加速度。
5。 =1X )l 4 A ^] ， <t2 ct3 ct4 ct5]t ， o",、 <72、 ct] 、 ct4和<j5是 根據(jù)路面激勵(lì)為f。、丸、《、&、化分別設(shè)定的限定值。
K:下標(biāo)* = 1,2，3,4,^， 1#-賴輪系和人椅系統(tǒng)分別對(duì)懸掛質(zhì)量的約束力。 s^"，義，《4，a,Fj ，人，;i分別為系數(shù)，具體見附錄，下標(biāo),'=1~5， 7 = 1-6。 a&、4tt懸掛質(zhì)量在懸架解耦前后垂直和側(cè)向加速度的變化量，下 標(biāo)A: = 1 — 4 o
sz={&,4，44}，《為系數(shù)，具體見式(28)、 (35)、 (36)和(37)，下標(biāo)
A,,' = l~4 。
:1#-4#懸掛質(zhì)量在懸架解耦前后側(cè)向加速度變化量，下標(biāo)* = 1~4。
s3={,t，A，a4}， ^為系數(shù)，具體見式(51)、 (52)、 (53)和(54)，下標(biāo) *,_/ =卜4。
frf、 4:解耦前和解耦后的ltt-4tt懸掛質(zhì)量垂直加速度，yfc = l~4; * = 1，2時(shí) w = 0; 4 = 3,4時(shí)附=1。
^、 A:解耦前和解耦后的ltt-4共懸掛質(zhì)量側(cè)向加速度，* = 1~4。
② ltt至4tf單元垂直、側(cè)向八個(gè)矩陣解算控制量的運(yùn)算模塊分別就對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)按二自由度空間矩陣之-AZ + BU + GW、 Y = CZ + DU + g (A為系統(tǒng)矩陣、B 為控制量矩陣、C為輸出參數(shù)矩陣、D為輸出控制量矩陣、G為路面輸入矩陣， U為控制量矩陣、W為干擾輸入矩陣、Z為輸出向量矩陣、g為白噪聲)并行 進(jìn)行八個(gè)4X4矩陣運(yùn)算，所得到的每一個(gè)單元垂直、側(cè)向控制量U。 Uy按照 U-UyWw5 + U^0^9 (<9為作動(dòng)器與垂直方向夾角)合成后分別得到ltt至賴輪系
單元可控作動(dòng)器的理論控制量；
③ltf至賴單元控制量按照作動(dòng)器類型進(jìn)行動(dòng)作量的轉(zhuǎn)換對(duì)于MR阻尼器而 言，設(shè)置轉(zhuǎn)換電壓量運(yùn)算模塊分別將對(duì)應(yīng)輸入的阻尼力理論計(jì)算控制量按設(shè)定模 式換算成電壓量；若是電流變阻尼器，設(shè)置轉(zhuǎn)換電流量運(yùn)算模塊分別將對(duì)應(yīng)輸入 的阻尼力理論計(jì)算控制量按設(shè)定模式換算成為電流量；若為空氣懸架或液壓控制 的主動(dòng)懸架，則相應(yīng)地轉(zhuǎn)換為氣路或油路閥門開關(guān)狀態(tài)。之后分別將數(shù)據(jù)輸出CPU 經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換傳輸給ltt至4tt單元各個(gè)作動(dòng)器；
各個(gè)作動(dòng)器按接收到的數(shù)據(jù)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作。對(duì)于MR阻尼器，輸入電壓 量轉(zhuǎn)變?yōu)榇艤€圈的電流量以調(diào)整磁場，改變MR液體粘滯系數(shù)，粘滯系數(shù)的改變 調(diào)整了阻尼力實(shí)現(xiàn)減振目的。對(duì)于其它類型可控作動(dòng)器，根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)亦會(huì) 產(chǎn)生機(jī)構(gòu)動(dòng)作，以產(chǎn)生抵抗力以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)減振的目的。
由于CPU處理器輸出電壓量數(shù)據(jù)給MR阻尼器控制阻尼力，且MR阻尼器非線 性的影響，MR阻尼器實(shí)際輸出的阻尼力與理論電壓量相應(yīng)的阻尼力之間存在誤 差，因此需婆設(shè)置一個(gè)控制量補(bǔ)償器。其運(yùn)作步驟為
① 增設(shè)的前、后輪軸兩側(cè)ltt至賴單元MR阻尼器實(shí)際輸出檢測(cè)傳感器分別將 得到的實(shí)際控制量數(shù)據(jù)信息通過濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器傳輸給CPU處理器內(nèi)對(duì)應(yīng)增 設(shè)的前、后輪軸兩側(cè)ltt至賴單元控制量比較運(yùn)算裝置；
② CPU處理器內(nèi)在控制量運(yùn)算裝置與電壓量運(yùn)算裝置之間插接入一個(gè)控制 量補(bǔ)償疊加運(yùn)算裝置；
③ 每單元比較運(yùn)算裝置將當(dāng)輪次實(shí)際控制量與補(bǔ)償疊加運(yùn)算裝置輸入的 當(dāng)輪次理論控制量進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)算出補(bǔ)償值；
每單元補(bǔ)償疊加運(yùn)算裝置將輸入的當(dāng)輪次控制量補(bǔ)償值與控制量運(yùn)算 裝置輸入的下一輪次理論計(jì)算控制量進(jìn)行補(bǔ)償疊加運(yùn)算，并將運(yùn)算出的理論控制 量數(shù)據(jù)作為下一輪次理論控制量傳輸給電壓量運(yùn)算裝置，同時(shí)也傳輸給比較運(yùn)算裝置作為下一輪次運(yùn)算的當(dāng)輪次理論控制量備用。
實(shí)現(xiàn)該方法的裝置方案是包括8個(gè)采集路面不平度信息的傳感器、4個(gè)采集
作動(dòng)器實(shí)際動(dòng)作信息的傳感器、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、CPU處理器輸入端依次連接。
CPU處理器內(nèi)包括(以MR阻尼器作為可控作動(dòng)器為例)(L): 用于將汽車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和路面數(shù)據(jù)按分層解耦算法運(yùn)算模式運(yùn)算后，分解
成ltt至4共單元垂直、側(cè)向共八個(gè)4X4矩陣懸掛質(zhì)量運(yùn)動(dòng)預(yù)估值數(shù)據(jù)的矩陣轉(zhuǎn)換運(yùn) 算裝置；(Ll)
八個(gè)分別用于將矩陣轉(zhuǎn)換運(yùn)算裝置輸入的1S至賴輪系八個(gè)懸掛質(zhì)量運(yùn)動(dòng)預(yù) 估值單元進(jìn)行4X4矩陣解算出理論控制量的控制量運(yùn)算裝置；(L2)
四個(gè)分別用于控制量運(yùn)算裝置輸入的ltt至賴單元垂直、側(cè)向八個(gè)理論控制量 合成為ltt至4tt單元四個(gè)理論控制量，并且繼續(xù)換算成各自需求電壓量，并輸出給 對(duì)應(yīng)的ltt至賴單元MR阻尼器的電壓量運(yùn)算裝置；(L3)
CPU輸出端通過D / A轉(zhuǎn)換器分別與W至4tt單元MR阻尼器連接。
在上述裝置內(nèi)增設(shè)補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)是
分別增設(shè)前、后輪軸兩側(cè)ltt至4tt單元實(shí)際控制量傳感器，這四個(gè)傳感器、濾 波器、A/D轉(zhuǎn)換器、CPU處理器對(duì)應(yīng)依次連接， CPU處理器還包括
四個(gè)分別用于前、后輪軸兩側(cè)1#至4#單元接入數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償值運(yùn)算的比較運(yùn) 算裝置；(K)
四個(gè)該裝置分別對(duì)應(yīng)包含
用于接入當(dāng)輪次實(shí)際控制量數(shù)據(jù)的輸入裝置；(Kl) 用于從補(bǔ)償疊加運(yùn)算裝置接入當(dāng)輪次理論控制量數(shù)據(jù)的輸入裝置；(K2) 用于將當(dāng)輪次實(shí)際、理論控制量進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)算出補(bǔ)償值的運(yùn)算裝置；(K3) 用于給補(bǔ)償疊加運(yùn)算裝置傳送補(bǔ)償值的輸出裝置；(K4) 四個(gè)分別用于前、后輪軸兩側(cè)ltt至賴單元接入數(shù)據(jù)進(jìn)行理論控制量運(yùn)算的補(bǔ) 償疊加運(yùn)算裝置；(P)
四個(gè)該裝置分別對(duì)應(yīng)包含
用于接入4X4矩陣輸出的下一輪次理論計(jì)算控制量數(shù)據(jù)的輸入裝置；(Pl) 用于接入比較運(yùn)算裝置輸出當(dāng)輪次補(bǔ)償值數(shù)據(jù)的輸入裝置；(P2)用于將下一輪次理論計(jì)算控制量與當(dāng)輪次補(bǔ)償值進(jìn)行補(bǔ)償疊加運(yùn)算成下一
輪次理論控制量的運(yùn)算裝置；(P3)
用于將下一輪次理論控制量數(shù)據(jù)傳輸給電壓量運(yùn)算裝置的輸出裝置；(P4) 用于將下一輪次理論控制量數(shù)據(jù)傳輸給比較運(yùn)算裝置作為下一輪次運(yùn)算時(shí)
的當(dāng)輪次理論控制量的輸出裝置。(P5)
(補(bǔ)償運(yùn)算是加入兩個(gè)模塊K與P， Kl、 K2、 K3、 K4都包括在K模塊中，表示
該模塊二接入一接出一運(yùn)算的動(dòng)作，Pl、 P2、 P3、 P4、 P5是P模塊的二接入二接
出一運(yùn)算的動(dòng)作)
文中符號(hào)說明-
^,wVwv.汽車懸掛質(zhì)量、駕駛員人椅系統(tǒng)質(zhì)量、發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量。 附d，附^^,^"汽車懸架解耦后1#一4#輪系單元各自獨(dú)立的懸掛質(zhì)量。
,氣2，附"3，附"1井一4弁輪系單元的非懸掛質(zhì)量。
~,&,Cg:發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的垂直位移和其與懸掛質(zhì)量連接的剛度系數(shù)、阻尼系數(shù)。 ~,、，S:駕駛員人椅系統(tǒng)的垂直位移和其與懸掛質(zhì)量連接的剛度系數(shù)、阻尼系 數(shù)。
4,/y,^:汽車車體分別對(duì)x、 ；;、 2軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；
U。,《,A,^:汽車懸掛質(zhì)量質(zhì)心處的垂直位移、側(cè)向位移、俯仰角位移、側(cè)傾 角位移和偏航角位移變量。
^H4,C一。4,Fml—m4: 1#—4#輪系單元的非懸掛質(zhì)量與懸掛質(zhì)量連接間的剛度系 數(shù)、阻尼系數(shù)以及可控制力。
^一,、,、 1#—4#輪系側(cè)懸掛質(zhì)量的垂直位移變量，駕駛員處垂直位移變 量，發(fā)動(dòng)機(jī)處垂直位移變量。
凡^4: 1#一4#輪系側(cè)懸掛質(zhì)量的側(cè)向位移變量。
4: 1弁一4#輪系單元非懸掛質(zhì)量的垂直位移變量。 凡"4: 1弁一4#輪系單元非懸掛質(zhì)量的側(cè)向位移變量。 M: 1#—4弁輪系單元非懸掛質(zhì)量的剛度系數(shù)。
1#—4#車輪處的垂直、側(cè)向路面位移變量。
25前軸、后軸距懸掛質(zhì)量質(zhì)心處的水平距離。 /,，^:右側(cè)、左側(cè)與質(zhì)心的距離。
/3,/4:駕駛員人椅系統(tǒng)距x軸和y軸的距離。
/g :發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)距懸掛質(zhì)量質(zhì)心處的距離。 & :人椅系統(tǒng)對(duì)懸掛質(zhì)量約束力；
巧_4 : 1#-賴輪系對(duì)懸掛質(zhì)量約束力；
附錄:
/1 = sin(K)sin)cos(y2)cos(y4)/(/3 -/2) + sin)sin(y4)cos(y2)cos)(/2 (/r + /4) + (/4 -/,)-〃3)
+ sin (r2 ) sin (y3) cos ) cos (/4) (/2 (/, — /4 ) — /, (/, + /4 ) - 〃3) + sin ) sin (/4 ) cos ) cos (;/3) / (/, + /3) 4, -[sin^)—^" +/2/4)+sin(^)cos(y3)(//4 -/,/3)]sin(&)
42 =sin(^)cos(,2)cos(;r4)/r(/2 —/3) + sin(^)cos(^)cos(^)+[〃3 -/2(/r +/4) + /I(// -/4)]
一sin(h)cos(5)cos(h)^"(/' +/2)(/r+/4)
4 = sin (y2) sin (;k3 ) cos (y4) (/2 - /3) + sin (,2) sin (y4) cos (;r3) (/, + /3) 4t =[sin(y3)cos(;r4)-sin(y4)cos(A)]sin(y2)(/, +/4)
45 =sin(y2)cos(/3)cos(y4)
+ sin(/3)cos(y2)cos(y4)(/2 -/3)
+ sin (y4) cos (y2) cos (^)
+ /3
4 = sin(y2)sin(y3)cos(/4)(/,/3 +/3/g +/2/4 — ^/J + sin^Osin^Jcos^,)"," -/r/3 -/3/g — A, -[sin^Jsin^Jcos^,)"" +/,/3) + sin(y1)sin(y4)cos(y3)(/1/4 -/r/3)]
A2 = + sin (乙)cos) cos (74(~ — /4)—〃3 _ A+ /4)) + sin (乙)cos) cos (y3) /r (/! + /3)
一sin(K)cos(^)cos(h),(/, +/2)" +"
& = [sin(r3 )cos(y4)(/2 -/3) + sin(y4)cos(;r3)(/! + /3)]sin) ^4 =[sin(y3)cos(/4) —sin(y4)cos(^)]sin(^)(/r +/4)
= sin(^)cos(;/3)cos(y4)(A +")+sin(y4)cos(y1)cos(y3)(/1 +/3)
+ sin(,3)cos(K)cos(y4)
—4
4 二sin(^)sin(h)cos(;K2)(/2/4 -//J + sin^X^cos^)^ +/,/4)
2642
43
A41
:sin(^)cos(;^)cos(^)/, (/3 -/2) + sin(^)cos(^)cos(^)f (/2 (/,-/4)-/,(/r+/4)-〃3)
+ sin(,4)cos")cos(y2)-^-
=sin)sin)咖(,2)(/2 -/3) + sin(y2)sin)cos)(/, + /3) =[sin (,2) cos (y,) - sin (,,) cos (y2)] sin (y4) (~ - /4)
、 J
+ sin (a ) cos) cos(" )-^-^
=sin & ) sin (y4) cos(y2) [/2 (/4 - 0 +化_ // )] + sin (y2 )sin (y4) cos (j^ )[侖("_ " + '3 (// _ & )] =sin) sin (& ) cos (y2) //3 - sin (;k2 ) sin (& ) cos) /!/4 - sin (y2) sin (;k3 ) cos) /^3
義《 二sin(^)cos(y2)cos(K)
+ sin(^)cos(A)cos(y2)+(/4-/,)("'2)
sin ) cos (^) (/廣/2) - sin (y2 )cos )
2 -sin^cos^cosh)
化廣O
+ sin) cos)咖(^ ) /, (/' + /3)
=[sin) cos " ) - sin (y2) cos ()] sin (r3)(/廣/4)
-sin(h)cos(^)cos(,3)(/, +/3)
A(6 、
/(/,+/2)
=sin(y)sin)cos(;k2 )[/2 (/g — ") + 4 (// _ 0] + sin (r2)sin (y3)cos(y,)[/, (~ _" + /3 (" — //)] :sin(^)sin(;^)cos(y2)cos(^)〃2+sin(h)sin(h)cos(A)cos(;K4)(/乂-/,/2) + sin) sin) cos) cos (y3) (/^ - /r/2) + sin (/2) sin (y4) cos) cos (A ) (/r - /, ) A (sin (^ ) cos) + sin (a ) cos (乙》cos (" ) cos (乙) -(sin) cos (y3) + sin (y3) cos)) cos (y2) cos (y4) (/! + /2) sin(/,)sin(73)cos(72)cos(y4)-sin(6)sin(j^)cos(K)cos(,4) + sin( ^)sin(j^)cos(j^)cos()^) -sin (r ) sin (r4) cos) cos (y3)
sin) cos(y2) cos(y3) cos (/4) - sin (y2)cos) cos (y3) cos (/4) 一+ sin)cos)cos(y2)cos(y3) - sin (y3) cos(y)cos(y2 )cos(y4)— =sin(>"1)sin(y3)cos(y2)cos(^1)/2/ + sin(y1)sin(^()cos(;^)cos(y3)(///1-/r/2-/g(/l+/2)) + sin(/2)sin(y3)cos(y1)cos(y4)(/r/1 -//2+/2))-sin(^)sin(y4)cos")cos(;^
(/1+/2)
權(quán)利要求
1、汽車分層建模振動(dòng)控制方法，包括路面信息傳感器將數(shù)據(jù)經(jīng)濾波、A/D轉(zhuǎn)換后傳給CPU處理器，其特征在于垂直、側(cè)向的8個(gè)路面不平度傳感器、汽車行駛速度傳感器的信息數(shù)據(jù)經(jīng)濾波、A/D轉(zhuǎn)換后，將數(shù)據(jù)傳送給與之相聯(lián)的CPU處理器①CPU按照輸入的路面信息結(jié)合分層模型建立的算法利用S0＝1/3σ運(yùn)算得到懸架懸掛質(zhì)量質(zhì)心處的的預(yù)估值，利用Fk＝∑λijλS1運(yùn)算得到1#-4#輪系和人椅系統(tǒng)對(duì)懸掛質(zhì)量約束力的預(yù)估值F1、F2、F3、F4、Fp，利用運(yùn)算得到1#-4#懸掛質(zhì)量在懸架解耦前后垂直和側(cè)向加速度變化量預(yù)估值和利用運(yùn)算得到解耦后的1#-4#懸掛質(zhì)量垂直和側(cè)向加速度預(yù)估值和再分別傳輸給1#至4#單元垂直、側(cè)向八個(gè)矩陣解算控制量運(yùn)算模塊；上述各符號(hào)說明如下汽車車體質(zhì)心處的垂直加速度、側(cè)向加速度、俯仰角加速度、側(cè)傾角加速度和偏航角加速度。σ＝[σ1σ2σ3σ4σ5]T，σ1、σ2、σ3、σ4和σ5是根據(jù)路面激勵(lì)為分別設(shè)定的限定值。Fk下標(biāo)k＝1，2，3，4，p，1#-4#輪系和人椅系統(tǒng)分別對(duì)懸掛質(zhì)量的約束力。λij，λ分別為系數(shù)，具體見附錄，下標(biāo)i＝1～5，j＝1～6。1#-4#懸掛質(zhì)量在懸架解耦前后垂直和側(cè)向加速度的變化量，下標(biāo)k＝1～4。Ki為系數(shù)，具體見式(28)、(35)、(36)和(37)，下標(biāo)k，i＝1～4。1#-4#懸掛質(zhì)量在懸架解耦前后側(cè)向加速度變化量，下標(biāo)k＝1～4。為系數(shù)，具體見式(51)、(52)、(53)和(54)，下標(biāo)k，j＝1～4。解耦前和解耦后的1#-4#懸掛質(zhì)量垂直加速度，k＝1～4；k＝1，2時(shí)m＝0；k＝3，4時(shí)m＝1。解耦前和解耦后的1#-4#懸掛質(zhì)量側(cè)向加速度，k＝1～4。②1#至4#單元垂直、側(cè)向八個(gè)矩陣解算控制量的運(yùn)算模塊分別就對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)按二自由度空間矩陣Ψ＝CZ+DU+ξ(A為系統(tǒng)矩陣、B為控制量矩陣、C為輸出參數(shù)矩陣、D為輸出控制量矩陣、G為路面輸入矩陣，U為控制量矩陣、W為干擾輸入矩陣、Z為輸出向量矩陣、ξ為白噪聲)并行進(jìn)行八個(gè)4×4矩陣運(yùn)算，所得到的每一個(gè)單元垂直、側(cè)向控制量Uz、Uy按照(為作動(dòng)器與垂直方向夾角)合成后分別得到1#至4#單元可控作動(dòng)器的理論控制量U；③1#至4#單元控制量按照作動(dòng)器類型進(jìn)行動(dòng)作量的轉(zhuǎn)換運(yùn)算對(duì)于MR阻尼器而言，設(shè)置轉(zhuǎn)換電壓量運(yùn)算模塊分別將對(duì)應(yīng)輸入的阻尼力理論計(jì)算控制量按設(shè)定模式換算成電壓量；若是電流變阻尼器，設(shè)置轉(zhuǎn)換電流量運(yùn)算模塊分別將對(duì)應(yīng)輸入的阻尼力理論計(jì)算控制量按設(shè)定模式換算成為電流量；若為空氣懸架或液壓控制的主動(dòng)懸架，則相應(yīng)地轉(zhuǎn)換為氣路或油路閥門開關(guān)狀態(tài)，之后分別將數(shù)據(jù)輸出CPU經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換傳輸給1#至4#單元各個(gè)作動(dòng)器；④各個(gè)作動(dòng)器按接收到的數(shù)據(jù)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作，對(duì)于MR阻尼器，輸入電壓量轉(zhuǎn)變?yōu)榇艤€圈的電流量以調(diào)整磁場，改變MR液體粘滯系數(shù)，粘滯系數(shù)的改變調(diào)整了阻尼力實(shí)現(xiàn)減振目的；對(duì)于其它類型可控作動(dòng)器，根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行物理量變換后亦會(huì)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
2、汽車分層建模振動(dòng)控制裝置，包括路面信息傳感器、濾波器、 A/D轉(zhuǎn)換器、CPU處理器依次連接，其特征在于8個(gè)采集路面不平度 信息的傳感器和汽車行駛速度傳感器、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、CPU處 理器輸入端依次連接，CPU處理器內(nèi)包括用于將汽車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、車速數(shù)據(jù)和路面數(shù)據(jù)按分層算法運(yùn)算 模式運(yùn)算后，分解成ltt至賴單元垂直、側(cè)向共八個(gè)4X4矩陣懸掛質(zhì)量運(yùn)動(dòng)預(yù)估值數(shù)據(jù)的矩陣轉(zhuǎn)換運(yùn)算裝置；八個(gè)分別用于將矩陣轉(zhuǎn)換運(yùn)算裝置輸入的lft至4tt單元八個(gè)懸掛 質(zhì)量運(yùn)動(dòng)預(yù)估值單元進(jìn)行4X4矩陣解算出理論控制量的控制量運(yùn)算 裝置；四個(gè)分別用于控制量運(yùn)算裝置輸入的1#至4#單元垂直、側(cè)向八個(gè) 理論控制量合成為lft至4tt單元四個(gè)理論控制量，并且繼續(xù)換算成各自 需求電壓量，并輸出給對(duì)應(yīng)的ltf至4tt單元MR阻尼器的電壓量運(yùn)算裝 置；CPU輸出端通過D / A轉(zhuǎn)換器分別與1#至賴單元MR阻尼器連接。
全文摘要
汽車分層建模振動(dòng)控制方法與裝置，涉及汽車振動(dòng)控制方法，包括垂直、側(cè)向8個(gè)路面不平度傳感器數(shù)據(jù)傳送給CPU處理器，結(jié)合分層模型算法運(yùn)算得到懸掛質(zhì)量質(zhì)心處運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、懸掛質(zhì)量約束力、1#-4#懸架垂直和側(cè)向加速度變化量預(yù)估解耦后的其加速度預(yù)估值；再分別傳輸給1#至4#單元垂直、側(cè)向8個(gè)矩陣控制量運(yùn)算模塊；合成后得到1#至4#單元可控作動(dòng)器的理論控制量；進(jìn)行動(dòng)作量的轉(zhuǎn)換運(yùn)算各個(gè)作動(dòng)器按接收到的數(shù)據(jù)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作。優(yōu)點(diǎn)在于通過考慮路面垂直和側(cè)向激勵(lì)共同影響而建立的分層控制架構(gòu)，轉(zhuǎn)化為八個(gè)4×4矩陣同時(shí)進(jìn)行四個(gè)可控作動(dòng)器的控制量運(yùn)算，并實(shí)施振動(dòng)控制，以縮短在線運(yùn)算時(shí)間，達(dá)到汽車整體最佳振動(dòng)控制效果。
文檔編號(hào)G05D19/00GK101464696SQ200910110849
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2009年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者龍 吳 申請(qǐng)人:三明學(xué)院