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1、汽车底盘集成系统鲁棒控制器及构造方法专利名称：汽车底盘集成系统鲁棒控制器及构造方法技术领域：本发明涉及车辆工程设备技术领域，尤其涉及一种汽车底盘集成系统鲁棒控制器及构造方法。背景技术：随着科学技术的不断发展进步，人们对汽车性能的要求也越来越高，希望汽车能同时具有良好的操纵性、行驶平顺性和主动安全性等。因此，各种汽车底盘主动控制系统都相继应用到现代汽车中，比如电动助力转向系统、主动悬架系统、电子稳定控制系统、防抱死制动系统等。一般来说，这些种汽车底盘电子控制系统均是针对提高某一性能指标而设计的，在它们单独使用时，并没有充分考虑它们对汽车运动控制系统中其它子系统的影响，各个子系统具有一定的局限性，
2、为了充分发挥可控子系统之间的关联性，以优化并进一步提高整车综合性能，综合协调各种控制子系统，研究汽车底盘集成系统及其控制，已成为当今汽车底盘系统控制技术的研究热点与今后的发展趋势之一。然而，汽车底盘集成系统的研究决非易事，汽车底盘各个子系统之间存在着各种机械、电气之间的非线性耦合因素，要实现汽车底盘集成系统的高性能控制，控制算法的设计十分关键。因此，针对汽车底盘集成系统多变量、非线性、强耦合的特性，设计性能优良、抗干扰能力强，具有解耦特性的鲁棒控制器具有十分重要的意义。有鉴于此，有必要提出一种汽车底盘集成系统鲁棒控制器及构造方法。发明内容本发明的目的在于提供一种汽车底盘集成系统鲁棒控制器及构造
3、方法，其克服了现有汽车底盘集成系统控制方法的不足，可以实现汽车底盘系统的侧向、纵向以及垂向间的解耦控制。本发明的一种汽车底盘集成系统鲁棒控制器，所述控制器是由内模控制器和支持向量机广义逆系统构成相结合组成的支持向量机广义逆内模控制器，其中所述内模控制器由质心侧偏角内模控制器、横摆角速度内模控制器和车身侧倾角内模控制器并联组成，质心侧偏角内模控制器由质心侧偏角内部模型和调节器构成，横摆角速度内模控制器由横摆角速度内部模型和调节器构成，车身侧倾角内模控制器由车身侧倾角内部模型和调节器构成；所述支持向量机广义逆系统与汽车底盘集成系统串联构成广义伪线性系统，所述支持向量机广义逆系统由具有7个输入节点、
4、3个输出节点的支持向量机与4个线性环节组成，广义伪线性系统包括质心侧偏角线性子系统、横摆角速度线性子系统和车身侧倾角线性子系统；所述汽车底盘集成系统由主动前轮转向子系统、直接横摆力矩控制子系统和主动悬架子系统构成。相应地，一种汽车底盘集成系统鲁棒控制器的构造方法，所述方法包括S1、将主动前轮转向子系统、直接横摆力矩控制子系统和主动悬架子系统作为一个整体构成汽车底盘集成系统；S2、由4个线性环节与具有7个输入节点、3个输出节点的支持向量机串联构成支持向量机广义逆系统，采用支持向量机广义逆系统与汽车底盘集成系统串联构成广义伪线性系统，广义伪线性系统被线性化解耦为质心侧偏角线性子系统、横摆角速度线性
5、子系统和车身侧倾角线性子系统；S3、对质心侧偏角线性子系统、横摆角速度线性子系统和车身侧倾角线性子系统分别引入质心侧偏角内模控制器、横摆角速度内模控制器和车身侧倾角内模控制器构造内模控制器，将内模控制器与支持向量机 广义逆系统相结合组成鲁棒控制器，控制汽车底盘集成系统。作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中支持向量机的向量系数和阈值的确定方法具体为将前轮转向补偿角。、横摆控制力矩Tz和悬架侧倾力矩！的阶跃激励信号 。，Tz, 加到汽车底盘集成系统的输入端，采集汽车底盘集成系统的质心侧偏角、横摆角速度Y和车身侧倾角 ;将质心侧偏角、横摆角速度Y离线分别求其一阶导数，进而求出巧= + 和F2 =2
6、0 + ，将车身侧倾角求其一阶、二阶导数，进而求出5 = 30+ + ；对信号做规范化处理，组成支持向量机的训练样本集 , ,%, ,，并选取高斯核函数作为支持向量机的核函数,选取核宽度与正则化参数对支持向量机进行训练，从而确定支持向量机的向量系数和阈值；其中，为质心侧偏角、Y为横摆角速度、为车身侧倾角，31(|、&11、&2(|、&21、&3。、a31和a32为广义逆系统的参数。作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中“由4个线性环节与具有7个输入节点、3个输出节点的支持向量机串联构成支持向量机广义逆系统”具体为支持向量机广义逆系统的第一个输入F1作为支持向量机
7、的第一个输入，其经一阶系统 $ + 的输出为P，即为支持向量机的第二个输入；支持向量机广义逆系统的第二个输入作为支持向量机的第三个输入，其经一阶系统a s + a的输出为Y，即为支持向量机的第四个输入；支持向量机广义逆系统的第三个输入73作为支持向量机的第五个输入，其经二阶系统S2 +as + a 的输出为 S-1 % ,即为支持向量机的第七个输入。作为本发明的进一步改进，所述步骤S3还包括确定参数a1(l、an、a20a21、a30a31和a32，使得质心侧偏角线性子系统、横摆角速度线性子系统和车身侧倾角线性子系统的质心侧偏角内部模型、横摆角速度内部模型和车身侧倾角内部模型分别为Glm=I
8、(a10s+an) =1 (s+1)、G2m=I (a20s+a21) =1 (s+1)、G3m=I (a30s2+a31s+a32) =1 (s2+l. 414s+l),得到相应调节器分别为权利要求1.一种汽车底盘集成系统鲁棒控制器，其特征在于，所述控制器是由内模控制器和支持向量机广义逆系统构成相结合组成的支持向量机广义逆内模控制器，其中 所述内模控制器由质心侧偏角内模控制器、横摆角速度内模控制器和车身侧倾角内模控制器并联组成，质心侧偏角内模控制器由质心侧偏角内部模型和调节器构成，横摆角速度内模控制器由横摆角速度内部模型和调节器构成，车身侧倾角内模控制器由车身侧倾角内部模型和调节器构成； 所
9、述支持向量机广义逆系统与汽车底盘集成系统串联构成广义伪线性系统，所述支持向量机广义逆系统由具有7个输入节点、3个输出节点的支持向量机与4个线性环节组成，广义伪线性系统包括质心侧偏角线性子系统、横摆角速度线性子系统和车身侧倾角线性子系统；所述汽车底盘集成系统由主动前轮转向子系统、直接横摆力矩控制子系统和主动悬架子系统构成。2.一种如权利要求1所述的汽车底盘集成系统鲁棒控制器的构造方法，其特征在于，所述方法包括 S1、将主动前轮转向子系统、直接横摆力矩控制子系统和主动悬架子系统作为一个整体构成汽车底盘集成系统； S2、由4个线性环节与具有7个输入节点、3个输出节点的支持向量机串联构成支持向量机广义
10、逆系统，采用支持向量机广义逆系统与汽车底盘集成系统串联构成广义伪线性系统，广义伪线性系统被线性化解耦为质心侧偏角线性子系统、横摆角速度线性子系统和车身侧倾角线性子系统； S3、对质心侧偏角线性子系统、横摆角速度线性子系统和车身侧倾角线性子系统分别引入质心侧偏角内模控制器、横摆角速度内模控制器和车身侧倾角内模控制器构造内模控制器，将内模控制器与支持向量机广义逆系统相结合组成鲁棒控制器，控制汽车底盘集成系统。3.根据权利要2所述的汽车底盘集成系统鲁棒控制器的构造方法，其特征在于，所述步骤S2中支持向量机的向量系数和阈值的确定方法具体为 将前轮转向补偿角。、横摆控制力矩Tz和悬架侧倾力矩的阶跃激励信
11、号 。，Tz, 加到汽车底盘集成系统的输入端，采集汽车底盘集成系统的质心侧偏角、横摆角速度Y和车身侧倾角 ; 将质心侧偏角、横摆角速度Y离线分别求其一阶导数，进而求出R= + 和A + ，将车身侧倾角求其一阶、二阶导数，进而求出 =a3()# + a3j + fir32# ; 对信号做规范化处理，组成支持向量机的训练样本集H d#，并选取高斯核函数作为支持向量机的核函数，选取核宽度与正则化参数对支持向量机进行训练，从而确定支持向量机的向量系数和阈值； 其中，为质心侧偏角、Y为横摆角速度、为车身侧倾角，&10，&11、&20、&21、&30、&31
12、和a32为支持向量机广义逆系统的参数。4.根据权利要3所述的汽车底盘集成系统鲁棒控制器的构造方法，其特征在于，所述步骤S2中“由4个线性环节与具有7个输入节点、3个输出节点的支持向量机串联构成支持向量机广义逆系统”具体为支持向量机广义逆系统的第一个输入耐乍为支持向量机的第一个输入，其经一阶系统5.根据权利要2所述的汽车底盘集成系统鲁棒控制器的构造方法，其特征在于，所述步骤S3还包括 确定参数a1(l、an、a20a21、a30a31和a32，使得质心侧偏角线性子系统、横摆角速度线性子系统和车身侧倾角线性子系统的质心侧偏角内部模型、横摆角速度内部模型和车身侧倾角内部模型分别为全文摘要本发明提供了一种汽车底盘集成系统鲁棒控制器及构造方法，该控制器由内模控制器和支持向量机广义逆系统构成相结合组成，其中内模控制器由质心侧偏角内模控制器、横摆角速度内模控制器和车身侧倾角内模控制器并联组成；支持向量机广义逆系统与汽车底盘集成系统串联构成广义伪线性系统，支持向量机广义逆系统由支持向量机与4个线性环节组成，广义伪线性系统包括质心侧偏角线性子系统、横摆角速度线性子系统和车身侧倾角线性子系统；汽车底盘集成系统由主动前轮转向子系统、直接横摆力矩控制子系统和主动悬架子系统构成。本发明克服了现有汽车底盘集成系统控制方法的不足，可以实现汽车底盘系统的侧向、纵向以及垂向间的解耦控制。
