，这里不再赘述。仿真效果如图11 ~14所示，图11~13依次给出了在随机扰动情况下垂直振动、侧面滚转和前后俯仰运动的 抑制效果图，并且与被动控制策略的控制效果作了对比，可以看出本发明设计的控制系统 抑制效果较好。图14给出了随机扰动情况下控制器控制力的幅值曲线图，可以看出最大输 出控制力幅值没有超过执行器最大执行力范围。
【主权项】
1. 一种基于事件触发机制的整车悬架控制系统，所述的整车悬架（1)包括四个主动悬 架，其特征在于，该控制系统包括依次连接的事件触发装置(2)、状态观测器(3)、控制器(4) 和零阶保持器(5)，整车悬架（1)输出端连接事件触发装置(2)，所述的零阶保持器(5)连接 至整车悬架（1)输入端形成控制回路，所述的事件触发装置(2)包括分别对应四个主动悬架 的触发器，各触发器根据设定的事件触发条件触发工作，将对应的主动悬架输出信息传输 至状态观测器(3)，状态观测器(3)将观测的状态信息传输至控制器(4)，控制器(4)根据状 态观测器(3)观测的状态信息输出相应的控制力，进而控制对应的主动悬架工作。2. -种如权利要求1所述的基于事件触发机制的整车悬架控制系统的设计方法，其特 征在于，该方法包括以下步骤： (1) 建立整车悬架控制系统状态空间模型，如下：其中，X为汽车状态变量，F=Lf1 f2 f3 f4]T，其中各元素记作fi，fi为控制器对第i个主 动悬架输出控制力，1 = 1，2,3,4,〇=[7。17。2 7。3 7。4]1'，其中各元素记作7。：1，7。：1为第：[个主 动悬架受到的路面扰动，1 = 1，2,3,4，￥=[￥1￥2￥3￥4]1'，其中各元素记作￥:1，￥:1为第：[个主 动悬架输出信息，? = 1，2,3,4,4 =[.v 0 M为控制目标变量，y为车身的垂直震荡位移，Θ 为车身前后俯仰角度，供为车身左右滚转角度，Z2= [Ay1 Ay2 Ay3 Ay4],其中各元素记 作A yi，△ yi为第i个主动悬架的机械行程，i = 1，2，3，4，A为汽车状态变量参数矩阵，B为控 制器输出控制力参数矩阵，Βω为路面扰动参数矩阵,C 1悬架输出信息传输矩阵，&为控制目 标变量输出传输矩阵，C3为主动悬架位移偏移量输出传输矩阵； (2) 设定各触发器事件触发条件为：其中i = 1，2，3，4表示第i个主动悬架，' (60二A W - V,. 为第i个主动悬架上一次事件 发生时刻的输出信息与当前输出信息的差值，Vl(t)为第i个主动悬架的当前输出信息， AM为第i个主动悬架上一次事件发生时刻的输出信息，为第i个触发器的权重矩阵，心 为第i个触发器的触发阈值参数； (3) 基于整车悬架控制系统状态空间模型和各触发器触发条件建立整车悬架控制系统 闭环控制模型，如下：其中，= 为状态观测器观测误差，为x(t)的观测值，e,(〇=吨)-#)为 悬架系统上一次事件触发时刻输出信息与当前信息的差值，<〇为悬架系统上一次事件触 发时刻输出信息，v(t)为悬架系统当前输出信息，L为观测器增益矩阵，K为控制器增益矩 阵，C为适合维数常矩阵； (4) 根据整车悬架控制系统闭环控制模型，采用李雅普诺夫稳定性分析法建立系统稳 定的线性矩阵不等式； (5) 建立整车悬架（1)的约束条件； (6) 根据给定扰动抑制比γ，计算能同时满足系统稳定的线性矩阵不等式以及悬架系 统约束条件的系统参数，包括第i个触发器的触发阈值参数S 1、第i个触发器的权重矩阵Φη 观测器增益矩阵L和控制器增益矩阵K。3. 根据权利要求2所述的一种基于事件触发机制的整车悬架控制系统的设计方法，其 特征在于，步骤(4)具体包括以下子步骤： (401) 根据正定矩阵建立李雅普诺夫函数为： K(x(/)) = ^W/))+K(^(/)) 4； 其中Vi(x(t)) = xTPix，V2(e(t)) = eTP2e; (402) 对李雅普诺夫函数求导，求得使得李雅普诺夫函数导数小于0的矩阵不等式为：Q2=ATP2+P2A-CTL TP2-P2LC，Ai为与第i个触发器相关的对角阵，其中对角线上与触发器i相 关的元素值为1，其余为〇; (403) 令X = P1BK，Y = P2L，对式(5)进行线性化，得到系统稳定的线性矩阵不等式：4. 根据权利要求3所述的一种基于事件触发机制的整车悬架控制系统的设计方法，其 特征在于，步骤(5)中悬架系统的约束条件包括： (a) 悬架行程约束条件：(b) 控制器执行输出力约束条件：(C)汽车行驶安全约束条件： fibd<Ni (9) 其中，Aylimax为第i个主动悬架的最大机械行程，M为常数，f1>max为控制器对第i个主动 悬架输出最大控制力，fibad为第i个主动悬架向上作用力的上限阈值，Ni为汽车中机械装置 对第i个主动悬架向下作用力。5. 根据权利要求4所述的一种基于事件触发机制的整车悬架控制系统的设计方法，其 特征在于，步骤(6)包括如下子步骤： (601) 任意选择第i个触发器的触发阈值参数S1E(OJ)和第i个触发器的权重矩阵Φ, >〇； (602) 将γ义和队带入式(6)，若不等式存在可行解乂，￥，？1和?2，则观测器增益矩阵为： K= (P1B)+X,控制器增益矩阵为L = Pf1Y,并继续执行步骤(603)，否则返回步骤(604); (603) 将控制器增益矩阵Κ、正定矩阵?#^^分别带入式(7)、式(8)和式(9)，若同时满足 悬架系统的约束条件，则保存当前设计参数ShOnL和Κ，否则执行步骤(604); (604) 赋值Si = Si+Δ ^ (Di= (Di+Δ 2,并返回步骤(602)，其中Δ :为阈值参数迭代步长， Δ 2为权重矩阵迭代步长。6. 根据权利要求3所述的一种基于事件触发机制的整车悬架控制系统的设计方法，其 特征在于，步骤(6)计算出系统参数后，判定该系统是否会发生之诺现象，若是需重新设计 系统参数，否则该系统有效，具体判定方式如下： 判定公式：是否存在正解，若是则该系统不会发生之诺现象，否则会发生芝诺现象，其中，Iu为第i 个触发器最小事件时间间隔，e {1，2,3,4}/i表示去除集合{1,2,3,4}中等于i的元素组成的新的集合，是状态变量的范数上界，&为路面扰动ω的上界，.为矩阵 M的最大特征值，Isa1中对角元素为1的列组成的矩阵，疋为矩阵αχ ο 中对角元素为 1 的列组成的矩阵7.根据权利要求2所述的一种基于事件触发机制的整车悬架控制系统的设计方法，其 特征在于，步骤(2)中事件触发条件成立时，事件发生，汽车悬架系统在事件发生时刻输出 信息按如下方式更新：其中在表示第i个主动悬架的第匕次事件发生时刻，时刻悬架系统输出信息 更新值，时刻悬架系统的当前输出信息，时刻的上一事件发生时刻悬 架系统输出信息更新值。
【专利摘要】本发明涉及一种基于事件触发机制的整车悬架控制系统，所述的整车悬架包括四个主动悬架，该控制系统包括依次连接的事件触发装置、状态观测器、控制器和零阶保持器，整车悬架输出端连接事件触发装置，所述的零阶保持器连接至整车悬架输入端形成控制回路，所述的事件触发装置包括分别对应四个主动悬架的触发器，各触发器根据设定的事件触发条件触发工作，将对应的主动悬架输出信息传输至状态观测器，状态观测器将观测的状态信息传输至控制器，控制器根据状态观测器观测的状态信息输出相应的控制力，进而控制对应的主动悬架工作。与现有技术相比，本发明具有数据传递次数少、节约资源、控制成本低，实用性强、安全性高等优点。
【IPC分类】G05B13/04
【公开号】CN105487384
【申请号】CN201610058585
【发明人】张皓, 洪倩倩, 吴苗苗
【申请人】同济大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月28日