基于控制律重组的汽车半主动悬架容错控制与试验

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1、２０１３年１０月农业机械学报第４４卷第１０期ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１３．１０．００１基于控制律重组的汽车半主动悬架容错控制与试验１，２２２２杨柳青陈无畏张荣芸黄鹤（１．安徽交通职业技术学院汽车与机械工程系，合肥２３００５１；２．合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥２３０００９）摘要：基于控制律重组思想提出了一种汽车半主动悬架主动容错控制方法。建立了２自由度１／４车半主动悬架和故障悬架模型。通过设计鲁棒观测器，获得输出残差信息，实现半主动悬架故障检测和悬架作动器故障增益在线诊断。在ＬＱＧ控制

2、器和在线诊断基础上，基于控制律重组调整ＬＱＧ控制律设计容错控制器，实现故障悬架主动容错控制。Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真及台架试验结果表明，基于控制律重组的主动容错控制能使汽车故障悬架舒适性指标经０５～２０ｓ滞后迅速恢复至与无故障状态时半主动悬架性能相接近水平，消除了作动器故障影响，提高了悬架控制可靠性。关键词：汽车半主动悬架作动器故障主动容错控制律重组试验与仿真中图分类号：Ｕ４６３文献标识码：Ａ文章编号：１０００１２９８（２０１３）１００００１０９ＦａｕｌｔｔｏｌｅｒａｎｔＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎ

3、ｔｏｎＶｅｈｉｃｌｅＳｅｍｉａｃｔｉｖｅＳｕｓｐｅｎｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＣｏｎｔｒｏｌＬａｗＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ１，２２２２ＹａｎｇＬｉｕｑｉｎｇＣｈｅｎＷｕｗｅｉＺｈａｎｇＲｏｎｇｙｕｎＨｕａｎｇＨｅ（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｎｈｕｉＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＶｏｃａｔｉｏｎａｌａｎｄＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｈｅｆｅｉ２３００５１，Ｃｈｉｎａ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎ

4、ｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎａｃｔｉｖｅｆａｕｌｔｔｏｌｅｒａｎｔｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｂａｓｅｄｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌａｗｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｆｏｒｖｅｈｉｃｌｅｓｅｍｉａｃｔｉｖｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．Ａ２ＤＯＦｑｕａｒｔｅｒｖｅｈｉｃｌｅｓｅｍｉａｃｔｉｖｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｍｏｄｅｌａｎｄｆａｕｌｔｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｍｏｄｅｌｗｅｒｅｂｕｉｌｔ．Ｓ

5、ｅｍｉａｃｔｉｖｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｆａｕｌｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｏｎｌｉｎｅｄｉａｇｎｏｓｉｓｏｆｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎａｃｔｕａｔｏｒ’ｓｆａｕｌｔｇａｉｎｗｅｒｅｒｅａｌｉｚｅｄｂｙｏｕｔｐｕｔｒｅｓｉｄｕａｌｅｒｒｏｒｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｄｅｓｉｇｎｉｎｇｒｏｂｕｓｔｏｂｓｅｒｖｅｒ．Ｔｈｅｎ，ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆＬＱＧｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｎｄｏｎｌｉｎｅｄｉａｇｎｏｓｉｓ，ａｃｔｉｖｅｆａｕｌｔｔｏｌｅｒａｎｔｃｏｎｔｒｏｌｗａｓｒｅａｌｉｚｅｄｏｎｆａｕｌｔｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｔｈｒｏｕｇｈａｄｊ

6、ｕｓｔｉｎｇＬＱＧｃｏｎｔｒｏｌｌａｗｔｏｄｅｓｉｇｎｆａｕｌｔｔｏｌｅｒａｎｔｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｂａｓｅｄｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌａｗｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｕｎｄｅｒＭａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋａｎｄｂｅｎｃｈｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔａｃｔｉｖｅｆａｕｌｔｔｏｌｅｒａｎｔｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｂａｓｅｄｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌａｗｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｃｏｕｌｄｒａｐｉｄｌｙｒｅｓｔｏｒｅｔｈｅｃｏｍｆｏｒｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｆａｕｌｔ

7、ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｔｏｔｈｅｌｅｖｅｌｃｌｏｓｅｔｏｔｈａｔｏｆｓｅｍｉａｃｔｉｖｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｉｎｔｈｅａｂｓｅｎｃｅｏｆｆａｕｌｔａｆｔｅｒ０５ｔｏ２０ｓｄｅｌａｙ，ｅｌｉｍｉｎａｔｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｃａｕｓｅｄｂｙａｃｔｕａｔｏｒｆａｕｌｔ，ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＶｅｈｉｃｌｅＳｅｍｉａｃｔｉｖｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎＡｃｔｕａｔｏｒｆａｕｌｔＡｃｔｉｖｅｆａｕｌｔｔｏｌｅｒａｎｔＣｏｎｔｒｏｌｌａｗｒｅｃ

8、ｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ＳＡＳＳ）由汽车悬架、传感器、控制器和可调机引言构（作动器）组成。目前，对汽车半主动悬架研究均［１～５］汽车半主动悬架系统（Ｓｅｍｉａｃｔｉｖｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏ