基于Kalman滤波和LQG控制的主动悬架系统容错控制研究
2021-01-12王玉蓉张海龙王恩荣
南京师范大学学报(工程技术版) 2020年4期
王玉蓉,张海龙,王恩荣
(南京师范大学南瑞电气与自动化学院,江苏 南京 210023)
汽车作为现代出行必要的代步工具,其内在性能受到了人们很高的关注,尤其是舒适性和安全性两方面,这主要由悬架系统性能来决定[1]. 因为被动悬架参数固定、运行时状态无法调节,难以满足车辆综合悬架性能要求,继而发展出新型可控悬架系统. 根据行驶状态和路面状况自适应调节,可最大限度地满足车辆运行中对舒适性和安全性的折中需求,包括半主动和主动悬架两类[2]. 振动加速度传感器通过测量悬架的运行状态,用于主动控制器的设计,然而在行驶过程中主动悬架遇到元器件或环境电磁干扰的问题,均会导致传感器输出故障,甚至会造成控制器失效,从而影响乘客的乘坐舒适性甚至危及乘客的安全.
目前众多学者对故障下的主动悬架容错控制方法开展了广泛的研究,主要针对执行器和传感器发生故障的情况. 杨柳青等[3]在传感器故障下设计了自适应故障估计系统,提出一种基于传感器信号重构的主动容错控制方法,有效地估计传感器故障值,提高了悬架性能和控制品质,并具有良好的控制鲁棒性. 陈双等[4]设计了卡尔曼滤波器对悬架进行状态估计. 在作动器发生故障的情况下,基于故障增益对LQG控制率进行实时补偿,提高了主动悬架的可靠性. 张袅娜等[5]建立了悬架系统定性与定量结合的统一模型,针对未知输入设计……
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