摘要：针对整车电磁混合悬架某一作动器发生故障,提出了一种故障诊断与容错控制方法。建立了整车7自由度模型和故障悬架模型,采用LQG控制器作为电磁混合主动悬架的常规控制器,采用未知输入观测器获取悬架的状态观测值。基于获取的悬架动挠度残差,设计了逻辑模块和稳定模块对悬架进行故障诊断。仿真分析了容错控制策略下悬架在时域和频域范围内的动态特性。结果表明:在时域和频域范围内,悬架动挠度、车身垂向加速度、俯仰角加速度、侧倾角加速度均有改善,车辆的平顺性与安全性得到提升。最后,进行了整车电磁混合悬架容错控制实车试验,试验结果表明:在容错控制下,左前悬架动挠度改善了43.736%,车身垂向加速度改善了40.325%,验证了该容错控制方法的有效性。

摘要：为了提升不同运行工况下的路面状态识别精度及主动悬架平顺性控制性能,提出一种基于ResNeSt网络路面状态识别的主动悬架模型预测控制(MPC)方法.首先,搭建基于多路径分散注意力思想的ResNeSt网络架构,建立面向主动悬架实时控制的路面状态识别算法,采用交叉熵目标损失函数和AdamW梯度下降算法进行网络训练以及测试实验验证;然后,在此基础上设计基于路面状态识别的主动悬架MPC控制算法,根据离散状态空间方程推导悬架系统预测模型,以悬架预测输出和控制力输入为性能指标建立目标函数,并考虑不同路面的控制策略确定加权矩阵取值,在系统约束条件下,将MPC目标函数转化为二次最优规划问题的求解;最后,将所提出控制算法与被动悬架、LQG控制进行对比仿真分析,结果表明:ResNeSt网络可以快速准确地识别多种路面状态,所提出控制算法能够根据路面状态对悬架进行实时瞬态主动控制,簧载质量加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的均方根值平均值相比LQG控制分别降低36.56%、32.99%和36.28%.

摘要：针对电磁混合主动悬架系统作动器增益故障,并考虑弹簧和阻尼器存在力的非线性导致车辆控制稳定性降低的问题,提出了一种滑模容错控制策略。选取失效因子表示作动器故障大小,建立作动器故障参数模型;利用滑模控制理论,设计一种基于精确模型的主动悬架的滑模容错控制器,并基于Lyapunov稳定性理论,证明系统的稳定性;采用麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)和线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequalities,LMIs)结合的优化方案对滑模面参数进行寻优,根据适应度函数对最优解进行选取。仿真结果表明:相较于被动悬架,滑模容错控制策略下电磁混合主动悬架的簧载质量垂向加速度均方根值、悬架动挠度均方根值和轮胎动载荷均方根值分别降低43.7%、41.8%和39.1%。表明设计的滑模容错控制器是正确的,可以改善车辆的平顺性。