哈尔滨工业大学袁清获国家专利权
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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利适用于车速变化的CDC半主动悬架异步观测器设计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119037072B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-11发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411257597.8,技术领域涉及:B60G17/018;该发明授权适用于车速变化的CDC半主动悬架异步观测器设计方法是由袁清;周洪亮;陈松林设计研发完成,并于2024-09-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本适用于车速变化的CDC半主动悬架异步观测器设计方法在说明书摘要公布了:适用于车速变化的CDC半主动悬架异步观测器设计方法,涉及半主动悬架状态估计技术领域。车辆非匀速行驶对悬架系统产生的附加动态力作为悬架系统的外部输入;采用悬架伸缩速度作为切换信号,给出悬架系统的分段模型来描述CDC阻尼器的非线性行为以及在压缩和回弹行程中的阻尼力不对称性的现象;对分段非线性CDC半主动悬架模型进行T‑S模糊化处理;根据车载加速度传感器数据换算获取悬架伸缩速度信号,设计异步观测器,保证因悬架伸缩速度信号获取误差导致观测器与悬架系统处于不同分区时的估计稳定性与输出精度。基于双加速度计传感器配置,充分考虑CDC阻尼器的非线性特性基础上,能够更稳定精确地估计悬架系统的振动状态。
本发明授权适用于车速变化的CDC半主动悬架异步观测器设计方法在权利要求书中公布了:1.适用于车速变化的CDC半主动悬架异步观测器设计方法,其特征在于:包括以下步骤: 步骤一:将车辆非匀速行驶对悬架系统产生的附加动态力作为悬架系统的外部输入; 对车辆前后轮胎接地点处取力矩平衡,得到当前时刻前后轴的垂向载荷表达式,分别通过与前轴名义载荷和后轴名义载荷作差得到不同车辆纵向加速度ax下的各悬架处的载荷转移量其中,右上标i=f,r分别代表前轴和后轴,m=l,r分别代表左侧悬架和右侧悬架; 步骤二:采用悬架伸缩速度作为切换信号,给出悬架系统的分段模型来描述CDC阻尼器的非线性行为以及在压缩和回弹行程中的阻尼力不对称性的现象; 采用悬架伸缩速度作为切换信号,将CDC阻尼器的外特性进行三段式划分:其中Rα代表悬架系统当前处在第α个分区,α=1,2,3为系统分区索引,Fd为CDC阻尼器的阻尼力: 对于α=1,3, 对于α=2, 其中,I为阻尼器的驱动电流,bα、cα、dα、eα、fα、gα、hα、pα为辨识得到的参数; 将附加动态力模型作为悬架系统的外部输入,得到考虑附加动态力的四分之一CDC半主动悬架动力学模型,选取系统状态量系统扰动控制量u=Ides,其中,zs和zu分别簧载质量和非簧载质量的垂向位移,zr为路面输入的高程信息,Ides为控制输入,建立分段非线性CDC半主动悬架模型如下: 其中, JαI=fαI2+gαI+hα,FαI=cs+bαI3+cαI2+dαI+eα 式中,ms为悬架簧载质量,mu为悬架非簧载质量,ks为弹簧刚度,kt为轮胎垂向刚度,d为时间常数; 步骤三:对分段非线性CDC半主动悬架模型进行T-S模糊化处理; 选取Zα,1=FαI和Zα,2=JαI为前件变量,分段非线性CDC半主动悬架模型由如下切换T-S模型进行表征: 式中,ξα为悬架系统第α个分区中的T-S子系统数,δαx为悬架系统的切换信号,hαjZ为悬架系统第α个分区中第j个T-S子系统的权重,Aαj为悬架系统第α个分区中第j个T-S子系统的系数矩阵; 步骤四:根据车载加速度传感器数据换算获取悬架伸缩速度信号,设计异步观测器,保证因悬架伸缩速度信号获取误差导致观测器与悬架系统处于不同分区时的估计稳定性与输出精度; 悬架系统的测量输出方程为: 其中, 则测量输出经T-S模糊化后表示如下: 式中,Cαj为悬架系统第α个分区中第j个T-S子系统的输出矩阵; 将悬架系统离散化为: 将异步观测器设计为: 式中,为观测器的切换信号,为观测器分区索引,为观测器第个分区中第p个T-S子观测器的权重,为观测器第个分区中第p个T-S子系统的系数矩阵,为观测器第个分区中第p个T-S子系统的输出矩阵,为观测器估计值,为观测器输出值,代表观测器当前处在第个分区,为观测器第个分区中的T-S子观测器数,为观测器增益; 定义Ω为悬架系统所有可能的状态切换对集合,Ω={α,β|xk∈Rα,xk+1∈Rβ},Rβ代表悬架系统下一刻处在第β个分区,β=1,2,3;定义为观测器所有可能的状态切换对集合,代表观测器下一刻处在第个分区, 定义观测器误差为有: 式中,为观测器第个分区中第s个T-S子观测器的输出矩阵; 定义有: 其中, 当α=1,3时,悬架系统的定义域为: 当时,观测器的定义域为: 其中, θT=[001-10]; 异步观测器的设计目标为设计若存在矩阵以及标量r0,使得以下优化问题有解: minr 情形1、α=1,3, 其中, 情形2、α=2, 将情形1不等式中g14、g22、g24和g44中的置0;情形3、α=1,3, 将情形1不等式中g14、g22、g24和g44中的置0;情形4、α=2, 则观测器增益表示为
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