主动悬架控制在线力估计



主动悬架控制在线力估计

商用车驾驶室可通过空气弹簧悬架集成液压减振器来实现减振，主动悬架的减振通过变换空气弹簧缸内空气的质量来改变产生的阻尼力。为了广泛地抑制振动，可通过快速转换阀控制压缩空气的质量流量。为了设计力控制器，需要了解空气弹簧力是一种反馈力。由于设计空间的限制，以及降低成本的需要，选择了一个基于估计器的方法，这种方法可以利用已有的位移和加速度传感器信号。为了保证精确的高动态力估计，引入了两个非线性状态估计器，并且也考虑了噪声信号。估计信号与测量信号相比显示了很好的符合性。通过使用一种叠加振动控制，应用最优阻尼力，驾驶室的振动加速度得到了明显的减小。

文中使用的空气弹簧模型是基于理想气体的。由于空气弹簧系统模型的非线性动力学行为，只有非线性状态估计器可以用在这种系统中。其中，一种方法是使用扩展卡尔曼滤波器，其能通过随机的输入来估计非线性系统的状态和参数。由于系统带有强非线性特性，所以无迹卡尔曼滤波或者西格玛点卡尔曼滤波更加合适，它们有着较高的精度，并且没有解析求导的过程，但是需要非线性系统有不变的统计学特性。仿真和实际试验的结果显示，状态估计器估计出的力数值与传感器直接测量获得的数值有着较高的吻合程度。将结果用来做振动和噪声的控制，能够起到提高驾驶舒适性的效果。

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

编译：王也