主動懸架控制在線力估計

?

主動懸架控制在線力估計

商用車駕駛室可通過空氣彈簧懸架集成液壓減振器來實現減振，主動懸架的減振通過變換空氣彈簧缸內空氣的質量來改變產生的阻尼力。為了廣泛地抑制振動，可通過快速轉換閥控制壓縮空氣的質量流量。為了設計力控制器，需要了解空氣彈簧力是一種反饋力。由于設計空間的限制，以及降低成本的需要，選擇了一個基于估計器的方法，這種方法可以利用已有的位移和加速度傳感器信號。為了保證精確的高動態力估計，引入了兩個非線性狀態估計器，并且也考慮了噪聲信號。估計信號與測量信號相比顯示了很好的符合性。通過使用一種疊加振動控制，應用最優阻尼力，駕駛室的振動加速度得到了明顯的減小。

文中使用的空氣彈簧模型是基于理想氣體的。由于空氣彈簧系統模型的非線性動力學行為，只有非線性狀態估計器可以用在這種系統中。其中，一種方法是使用擴展卡爾曼濾波器，其能通過隨機的輸入來估計非線性系統的狀態和參數。由于系統帶有強非線性特性，所以無跡卡爾曼濾波或者西格瑪點卡爾曼濾波更加合適，它們有著較高的精度，并且沒有解析求導的過程，但是需要非線性系統有不變的統計學特性。仿真和實際試驗的結果顯示，狀態估計器估計出的力數值與傳感器直接測量獲得的數值有著較高的吻合程度。將結果用來做振動和噪聲的控制，能夠起到提高駕駛舒適性的效果。

Christian Graf et al. The 2012 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, July 11- 14, 2012, Kaohsiung, Taiwan.

編譯：王也