(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111549915.4 (22)申请日 2021.12.17 (71)申请人 江苏大学 地址 212013 江苏省镇江市学府路3 01号 (72)发明人 汪若尘　郭一鸣　刘杰　丁仁凯　 孙泽宇　孟祥鹏　 (74)专利代理 机构 北京云嘉 湃富知识产权代理 有限公司 1 1678 代理人 阮文 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/15(2020.01) B60G 17/015(2006.01) (54)发明名称 一种新型L QG控制方法 (57)摘要 本发明提供一种新型LQG控制方法， 包括： 步 骤1： 建立整车七自由度主动悬架 仿真模型； 步骤 2： 建立悬架各性能指标新型LQG控制方法的阈 值； 步骤3： 构建新型LQG控制方法的优化适应度 函数； 步骤4： 优化得到新型LQG控制的状态加权 系数； 步骤5： 计算得到新型LQG控制的最优反馈 矩阵K； 步骤6： 根据所述最优反馈矩阵K最终构建 新型LQG控制方法， 其输出控制力U。 该方法以车 身加权加速度、 悬架动挠度、 轮胎动载荷均方根 值为指标， 将乘坐舒适性和安全性量化的新型 LQG控制效果的评价方法， 通过遗传算法寻优确 定该评价方法下不同路面等级所对应的LQ G控制 参数。 仿真验证了新型LQG控制方法具有更好的 实用性和优化控制效果。 权利要求书2页 说明书10页 附图4页 CN 114282361 A 2022.04.05 CN 114282361 A 1.一种新型L QG控制方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 建立整车七自由度主动悬架仿真模型； 步骤2： 建立悬架各性能指标LQG控制方法的阈值； 所述指标包括： 轮胎动载荷、 悬架动 挠度、 车身加权加速度； 步骤3： 根据步骤2所得各性能指标阈值， 基于层次分析法对LQG控制方法的优化适应度 函数进行构建； 在构建时， 当单一指标超过阈值时， 应优先优化， 而多个指标超过阈值时， 按 照设定的优化优先级权 重进行优化； 步骤4： 基于步骤1所建立的整车七自由度仿真模型， 通过遗传算法和步骤3 中所构建的 新型LQG控制的优化 适应度函数， 选取L QG控制的状态加权系数； 步骤5： 根据所述状态加权系数， 计算得到新型L QG控制的最优反馈矩阵K； 步骤6： 根据所述最优反馈矩阵K最终构建新型LQG控制方法， 其输出控制力U＝[U1； U2； U3； U4]等于‑X(t)*K； X(t)为任意时刻的反馈状态变量。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤1建立整车七自由度主动悬架仿 真模型的方法如下： 根据车身运动微分方程 和非簧载质量mi微分方程 建立整车七自由度主动悬架仿真模型； 其中， M与mi分别为簧载质量与对应悬架的非簧载质量， zi2与zi1分别为对应悬架的簧载 质量与非簧载质量的位移， z、 θ、 ψ分别为车身位移、 车身俯仰角、 车身侧倾角， ki与kt分别为 对应悬架的弹簧弹性刚度与轮胎弹性刚度， ci为对应悬架的作动器阻尼， Ui为对应悬架的作 动器主动控制力， Iy、 Ix分别为车身绕Y轴与X轴的转动惯量， a、 b分别为 前轴与后轴至车身质 心的距离， lf、 lr分别为前轴与后轴的轴距， qi为路面不平度对 对应悬架悬架的位移输入。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤2包括以下步骤：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114282361 A 2步骤21： 当轮胎动载荷过大， 对于制动和操作稳定性都有一定的影响， 基于 原则， 当动载荷均 方根值Fd大于静载荷Fs的1/3时， 会出现轮胎跳离地面的可能， 使行驶安全性严 重恶化， 因此， 将Fd/(Fs/3)设为轮胎动载荷的阈值； 步骤22： 悬架动挠度 过大时， 会撞击悬架限位块， 对乘坐舒适性和行驶安全性均有一定 影响， 基于 原则， 当悬架动挠度均方根值f大于悬架限位 行程S的1/3时， 存在撞击限位 块的可能， 造成冲击和噪声， 因此， 将f/(S/ 3)设为悬架动挠度的阈值； 步骤23： 车身加速度影响乘坐舒适性， 根据ISO2631 ‑1的评价标准， 其加权加速度均方 根值 与人的主观感觉关系， 将1.25设为车身加权加速度的阈值。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 步骤3所述LQG控制方法的优化适应度函数 构建方法如下： 步骤41： 通过层次分析法确定车身加速度、 轮胎动载荷、 悬架动挠度的权重系数比， 以 明确各性能参数的优化优先级， 当未超过阈值时， 将其权重系数比 λf1设为5:1:0； 当超过阈值时， 将其权 重系数比 λf2设为7:1； 1； 步骤42： 设计惩罚系数ξ ＝10， 以提高指标超过阈值时， 其优化优先级； 步骤43： 根据41、 42和步骤2， 构建各性能指标优化 适应度函数： 根据人体主观感觉， 构建车身加速度适应度函数R 1 构建轮胎动载荷适应度函数R2 构建悬架动挠度适应度函数R3 则， 总适应度函数为R＝R 1+R2+R3。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤5所述LQG控制的最优反馈矩阵K的构 建方法如下： 通过Matlab中lqr函数求 解， 计算最优反馈矩阵K。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114282361 A 3