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主動懸架控制在線力估計

商用車駕駛室可通過空氣彈簧懸架集成液壓減振器來實現(xiàn)減振，主動懸架的減振通過變換空氣彈簧缸內(nèi)空氣的質(zhì)量來改變產(chǎn)生的阻尼力。為了廣泛地抑制振動，可通過快速轉(zhuǎn)換閥控制壓縮空氣的質(zhì)量流量。為了設(shè)計力控制器，需要了解空氣彈簧力是一種反饋力。由于設(shè)計空間的限制，以及降低成本的需要，選擇了一個基于估計器的方法，這種方法可以利用已有的位移和加速度傳感器信號。為了保證精確的高動態(tài)力估計，引入了兩個非線性狀態(tài)估計器，并且也考慮了噪聲信號。估計信號與測量信號相比顯示了很好的符合性。通過使用一種疊加振動控制，應(yīng)用最優(yōu)阻尼力，駕駛室的振動加速度得到了明顯的減小。

文中使用的空氣彈簧模型是基于理想氣體的。由于空氣彈簧系統(tǒng)模型的非線性動力學(xué)行為，只有非線性狀態(tài)估計器可以用在這種系統(tǒng)中。其中，一種方法是使用擴(kuò)展卡爾曼濾波器，其能通過隨機(jī)的輸入來估計非線性系統(tǒng)的狀態(tài)和參數(shù)。由于系統(tǒng)帶有強非線性特性，所以無跡卡爾曼濾波或者西格瑪點卡爾曼濾波更加合適，它們有著較高的精度，并且沒有解析求導(dǎo)的過程，但是需要非線性系統(tǒng)有不變的統(tǒng)計學(xué)特性。仿真和實際試驗的結(jié)果顯示，狀態(tài)估計器估計出的力數(shù)值與傳感器直接測量獲得的數(shù)值有著較高的吻合程度。將結(jié)果用來做振動和噪聲的控制，能夠起到提高駕駛舒適性的效果。

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

編譯：王也