一种基于自适应控制的汽车主动悬架的抗饱和控制方法

摘要

一种基于自适应控制的汽车主动悬架的抗饱和控制方法，本发明涉及抗饱和控制方法。本发明是要解决现有技术需要考虑执行器的输出力可测，执行器饱和值已知和线性控制方法不能很好的解决悬架系统中存在的非线性的问题，而提出的一种基于自适应控制的汽车主动悬架的抗饱和控制方法。该方法是通过步骤一、建立饱和执行器数学模型；步骤二、建立具有饱和执行器1/4的汽车主动悬架系统的非线性模型；步骤三、利用饱和执行器1/4的汽车主动悬架系统的非线性模型设计抗饱和控制器；步骤四、采用李亚普诺夫函数Lyapunov函数法对抗饱和控制器进行检验等步骤实现的。本发明应用于抗饱和控制领域。

主权项

一种基于自适应控制的汽车主动悬架的抗饱和控制方法，其特征在于一种基于自适应控制的汽车主动悬架的抗饱和控制方法具体是按照以下步骤进行的：步骤一、建立饱和执行器数学模型；标准的饱和执行器数学模型如下：$u=sat\left(v\right)=\left\{\begin{array}{ccc}{u}_{max},& if& v\ge u_{max},\\ v,& if& u_{\min }<v<u_{max},\\ u_{\min },& if& v\le u_{min},\end{array}\right.---\left(1\right)$其中，u_max代表执行器输出力的最大值，u_min代表执行器输出力的最小值，ν代表执行器的输入值；(1)、当ν＝u_max和ν＝u_min时，建立分段光滑函数用作近似逼近饱和函数：$g\left(v\right)=\left\{\begin{array}{c}{u}_{max}\times \tanh \left(\frac{v}{u_{max}}\right),v\ge 0\\ u_{\min }\times \tanh \left(\frac{v}{u_{\min }}\right),v<0\end{array}\right.$因此，公式(1)改写成：u＝sat(ν)＝g(ν)+d_s(ν)其中，d_s(ν)＝sat(ν)‑g(ν)是一个有界函数，d_s(ν)＝sat(ν)‑g(ν)的界估算为：$\left|d_s\left(v\right)\right|=|sat\left(v\right)-g\left(v\right)|\le max\{u_{max}(1-\tanh (1),u_{min}\left(\tanh \right(1)-1)\left)\right\}=d_s^{*}$(2)、根据中值定理可知,对于任意输入参数ν₀，存在一个正数μ(0<μ<1)使得：$g\left(v\right)=g\left(v_0\right)+g_{v_{\mu }}(v-v_0)---\left(2\right)$其中，$g_{v_{\mu }}=\frac{\partial g\left(v\right)}{\partial v}{|}_{v=v_{\mu }}=\left\{\begin{array}{c}\frac{4}{{(e^{\frac{v}{u_{\max }}}+e^{-\frac{v}{u_{\max }}})}^2}{|}_{v=v_{\mu }},v\ge 0\\ \frac{4}{(e^{\frac{v}{u_{\min }}}+e^{-\frac{v}{u_{\min }}})}{|}_{v=v_{\mu }},v<0\end{array}\right.---\left(3\right)$v_μ＝μν+(1‑μ)ν₀；通过选择ν₀＝0,公式(2)改写成根据(2)中的和公式(3)可知，存在一个未知的正数g_m使得因此，建立饱和执行器数学模型如下：$\begin{array}{c}sat(v,t)=g_{v_{\mu }}v\left(t\right)+d_s\left(v\right)\\ \left|d_s\left(v\right)\right|\le d_s^{*}\end{array}---\left(4\right)$步骤二、建立具有饱和执行器1/4的汽车主动悬架系统的非线性模型；步骤三、利用饱和执行器1/4的汽车主动悬架系统的非线性模型设计抗饱和控制器；步骤四、采用Lyapunov函数法对抗饱和控制器进行检验。