汽车分层建模振动控制方法与装置

摘要

汽车分层建模振动控制方法与装置，涉及汽车振动控制方法，包括垂直、侧向8个路面不平度传感器数据传送给CPU处理器，结合分层模型算法：运算得到悬挂质量质心处运动状态、悬挂质量约束力、1#-4#悬架垂直和侧向加速度变化量预估解耦后的其加速度预估值；再分别传输给1#至4#单元垂直、侧向8个矩阵控制量运算模块；合成后得到1#至4#单元可控作动器的理论控制量；进行动作量的转换运算：各个作动器按接收到的数据产生相应的动作。优点在于通过考虑路面垂直和侧向激励共同影响而建立的分层控制架构，转化为八个4×4矩阵同时进行四个可控作动器的控制量运算，并实施振动控制，以缩短在线运算时间，达到汽车整体最佳振动控制效果。

主权项

1、汽车分层建模振动控制方法，包括路面信息传感器将数据经滤波、A/D转换后传给CPU处理器，其特征在于：垂直、侧向的8个路面不平度传感器、汽车行驶速度传感器的信息数据经滤波、A/D转换后，将数据传送给与之相联的CPU处理器：①CPU按照输入的路面信息结合分层模型建立的算法：利用S₀＝1/3σ运算得到悬架悬挂质量质心处的的预估值，利用F_k＝∑λ_ijλS₁运算得到1#-4#轮系和人椅系统对悬挂质量约束力的预估值F₁、F₂、F₃、F₄、F_p，利用$\Delta {\stackrel{··}{z}}_{\mathrm{ck}}=\Sigma K_i{S}_2,$$\Delta {\stackrel{··}{y}}_{\mathrm{ck}}=\Sigma K_J{S}_3$运算得到1#-4#悬挂质量在悬架解耦前后垂直和侧向加速度变化量预估值和利用${\stackrel{··}{z}}_k={\stackrel{··}{z}}_{\mathrm{ck}}+{(-1)}^m\Delta {\stackrel{··}{z}}_{\mathrm{ck}},$${\stackrel{··}{y}}_k={\stackrel{··}{y}}_{\mathrm{ck}}+{(-1)}^{k-1}\Delta {\stackrel{··}{y}}_{\mathrm{ck}}$运算得到解耦后的1#-4#悬挂质量垂直和侧向加速度预估值和再分别传输给1#至4#单元垂直、侧向八个矩阵解算控制量运算模块；上述各符号说明如下：汽车车体质心处的垂直加速度、侧向加速度、俯仰角加速度、侧倾角加速度和偏航角加速度。σ＝[σ₁ σ₂ σ₃ σ₄ σ₅]^T，σ₁、σ₂、σ₃、σ₄和σ₅是根据路面激励为分别设定的限定值。F_k：下标k＝1，2，3，4，p，1#-4#轮系和人椅系统分别对悬挂质量的约束力。λ_ij，λ分别为系数，具体见附录，下标i＝1～5，j＝1～6。1#-4#悬挂质量在悬架解耦前后垂直和侧向加速度的变化量，下标k＝1～4。$S_2=\{F_k,{\stackrel{··}{z}}_c,{\stackrel{··}{\theta }}_c,{\stackrel{··}{\phi }}_c\},$K_i为系数，具体见式(28)、(35)、(36)和(37)，下标k，i＝1～4。：1#-4#悬挂质量在悬架解耦前后侧向加速度变化量，下标k＝1～4。为系数，具体见式(51)、(52)、(53)和(54)，下标k，j＝1～4。解耦前和解耦后的1#-4#悬挂质量垂直加速度，k＝1～4；k＝1，2时m＝0；k＝3，4时m＝1。解耦前和解耦后的1#-4#悬挂质量侧向加速度，k＝1～4。②1#至4#单元垂直、侧向八个矩阵解算控制量的运算模块分别就对应数据按二自由度空间矩阵$\stackrel{·}{Z}=\mathrm{AZ}+\mathrm{BU}+\mathrm{GW},$Ψ＝CZ+DU+ξ(A为系统矩阵、B为控制量矩阵、C为输出参数矩阵、D为输出控制量矩阵、G为路面输入矩阵，U为控制量矩阵、W为干扰输入矩阵、Z为输出向量矩阵、ξ为白噪声)并行进行八个4×4矩阵运算，所得到的每一个单元垂直、侧向控制量U_z、U_y按照(为作动器与垂直方向夹角)合成后分别得到1#至4#单元可控作动器的理论控制量U；③1#至4#单元控制量按照作动器类型进行动作量的转换运算：对于MR阻尼器而言，设置转换电压量运算模块分别将对应输入的阻尼力理论计算控制量按设定模式换算成电压量；若是电流变阻尼器，设置转换电流量运算模块分别将对应输入的阻尼力理论计算控制量按设定模式换算成为电流量；若为空气悬架或液压控制的主动悬架，则相应地转换为气路或油路阀门开关状态，之后分别将数据输出CPU经D/A转换传输给1#至4#单元各个作动器；④各个作动器按接收到的数据产生相应的动作，对于MR阻尼器，输入电压量转变为磁滞线圈的电流量以调整磁场，改变MR液体粘滞系数，粘滞系数的改变调整了阻尼力实现减振目的；对于其它类型可控作动器，根据接收到的数据进行物理量变换后亦会产生机构动作。