專利名稱：基于自治體技術(shù)的車輛懸架控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛懸架自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
懸架系統(tǒng)是現(xiàn)代汽車的重要總成之一，隨著電、液控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和傳感 器、微處理器及電、液控制元件制造技術(shù)的提高，使可控懸架在車輛上的應(yīng)用成為了可能。 對(duì)懸架系統(tǒng)采用智能控制，使其能根據(jù)不同的路況而具有不同的性能，從而從根本上解決 了傳統(tǒng)被動(dòng)懸架中平順性和安全性之間的矛盾。同時(shí)，懸架系統(tǒng)智能化的研究也提供了擴(kuò) 展傳統(tǒng)懸架功能(如車身姿勢(shì)的調(diào)整)的可能性。隨著高速公路網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展和現(xiàn)代汽車動(dòng)力性的普遍提高，使車輛行駛速度 得到提高，同時(shí)也帶來(lái)了由于不合理的懸架控制帶來(lái)的汽車側(cè)翻等交通事故。另一方面， 汽車大量和頻繁的行駛，使駕駛者在行車過(guò)程中能在線監(jiān)測(cè)懸架動(dòng)撓度、車輪動(dòng)載荷、車 身加速度等，對(duì)確保汽車行駛的平順性和操縱穩(wěn)定性等具有重要意義。由于懸架系統(tǒng)的非線性及與整車性能的相互制約，使得系統(tǒng)線性化的模型不精 確，傳統(tǒng)的控制策略在汽車上的實(shí)際應(yīng)用都不太理想。無(wú)模型控制是以非線性途徑設(shè)計(jì)出 來(lái)的控制方法，因而用它來(lái)控制某些非線性復(fù)雜對(duì)象時(shí)，表現(xiàn)出了它的優(yōu)良控制品質(zhì)。無(wú)模 型控制方法兼有傳統(tǒng)P ID以及現(xiàn)代控制理論的優(yōu)點(diǎn)，它是由一系列算法模塊組成的智能化 控制方法，但不同于一般的智能控制方法，它實(shí)現(xiàn)了智能推理算法化。與人的智能行為類 似，有效地解決了車輛主動(dòng)懸架系統(tǒng)多參數(shù)、非線性問(wèn)題。同時(shí)工程領(lǐng)域中很多復(fù)雜的實(shí)際環(huán)境存在自適應(yīng)的問(wèn)題，因此人工智能自治體的 研究越來(lái)越受到人們的關(guān)注。自治體技術(shù)涉及到計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、人工生命、人工智能 等重要研究領(lǐng)域，由于它能夠利用自治體的自主性、社會(huì)性和反應(yīng)性等優(yōu)秀特性，在處理混 沌、開放和異構(gòu)的復(fù)雜問(wèn)題時(shí)具有特殊的優(yōu)點(diǎn)，因此成為解決自適應(yīng)問(wèn)題求解的重要手段。 從工程應(yīng)用角度和目前機(jī)器建造水平來(lái)看，實(shí)現(xiàn)的基本方式為硬件裝置加軟件方法的構(gòu)
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于自治體技術(shù)的車輛懸架裝置及方法，能夠?qū)?時(shí)的對(duì)懸架工況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。本發(fā)明的裝置包括車身垂直加速度傳感器、車身俯仰角傳感器、車身側(cè)傾角傳感 器、懸架主動(dòng)減振執(zhí)行器、中央處理器。車身垂直加速度傳感器、車身俯仰角傳感器和車身 側(cè)傾角傳感器安裝于車身質(zhì)心處；四個(gè)懸架主動(dòng)減振執(zhí)行器分別安裝于前后左右四只減振 器上，中央處理器輸入端接收車身垂直加速度傳感器、車身俯仰角傳感器、車身側(cè)傾角傳感 器信號(hào)；中央處理器輸出端連接車輛前后左右四只懸架主動(dòng)減振器；中央處理器內(nèi)部存儲(chǔ) 基于無(wú)模型控制的自治體的控制程序。本發(fā)明的方法包括首先，中央處理器通過(guò)see過(guò)程接受外界環(huán)境變量值，再到bmp過(guò)程形成新的Bel (ief)，opt過(guò)程進(jìn)行對(duì)Int (ention)的修正，在通過(guò)filter對(duì) Des (ire)修正，最終 exe 執(zhí)行 Int (ention)?！皊ee”表示某個(gè)外部狀態(tài)S={sl，s2，s3};經(jīng)過(guò)被Agent接收后在內(nèi)部存儲(chǔ)為P = {pl，p2，p3}的過(guò)程。S={sl，s2，s3};其中si為中央處理器接收的車身垂直加速度傳感器 信號(hào)值，s2為中央處理器接收的車身俯仰角傳感器信號(hào)值，s3為中央處理器接收的車身側(cè) 傾角傳感器信號(hào)值。即、車身俯仰角傳感器、車身側(cè)傾角傳感器等信號(hào)接收si、s2、s3的狀 態(tài)和變化；P ={pl, p2, p3}其中pi為車身垂直加速度值，p2為車身俯仰角度值，p3為車身 側(cè)傾角度值。“bmp”表示根據(jù)最新P狀態(tài)，修正原有Bel( ief)，形成與當(dāng)前P相對(duì)應(yīng)的Bel( ief) 的過(guò)程，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程描述為對(duì)給定P (ρ e約，若？？ (P，B) e y (Bel) JlJB為對(duì)應(yīng)Bel (ief)0將pi、p2、p3變化的幅值由大到小排序，形成對(duì)應(yīng)車身垂直加速度、車身俯仰角、車 身側(cè)傾角控制權(quán)重分配(即Bel (ief)規(guī)則)?！皁pt”表示Agent根據(jù)原有Des (ire)(即在車身垂直加速度、車身俯仰角、車 身側(cè)傾角之中進(jìn)行先后控制排序的前提下，制定車身垂直加速度、車身俯仰角、車身側(cè)傾角 分別最小的目標(biāo))，遵循修正后與當(dāng)前P相對(duì)應(yīng)的Bel (ief)，利用現(xiàn)有方法“無(wú)模型控制” 輸出可執(zhí)行的Int (ention)的過(guò)程。Int (ention)為前后左右四只懸架作動(dòng)力的集合，即 Int=IF1, F2, F3, F4I?！癴ilter”表示按照更新后的可執(zhí)行的Int (ention)，對(duì)原有Des (ire)修正的過(guò) 程。根據(jù)Int輸出，根據(jù)整車模型對(duì)車身垂直加速度、車身俯仰角、車身側(cè)傾角進(jìn)行仿真估 計(jì)，再對(duì)原有Des (ire)修正。這一過(guò)程是一個(gè)不斷進(jìn)化的過(guò)程。Agent將Int (ention) 與Des (ire)不斷的相互修正達(dá)到最優(yōu)化的結(jié)果?！癳xe”表示Agent根據(jù)最終制定出的Int (ention)，通過(guò)功率驅(qū)動(dòng)電路，推動(dòng)懸架 主動(dòng)減振器執(zhí)行作動(dòng)力。即將Int (ention)中的懸架作動(dòng)力，換算成驅(qū)動(dòng)電信號(hào)值。本發(fā)明的有益效果是，對(duì)車身姿勢(shì)的調(diào)整產(chǎn)生了良好效果，同時(shí)也能改善乘坐舒 適性。


下面結(jié)合相應(yīng)附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，用來(lái)說(shuō)明系統(tǒng)的組成。圖2是系統(tǒng)原理示意圖，用來(lái)說(shuō)明系統(tǒng)控制的原理。圖3是自治體控制策略流程圖，用來(lái)說(shuō)明自治體的工作過(guò)程。
具體實(shí)施例方式<車身垂直加速度傳感器>
選用加速度傳感器來(lái)采集車身垂直加速度信號(hào)，作為控制器的輸入，控制器對(duì)輸入的 信號(hào)進(jìn)行特征提取，以判斷車身所處的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。將其安裝于車身質(zhì)心處。<車身俯仰角傳感器>
選用VG400CC-200陀螺儀傳感器采集車身俯仰角信號(hào)，將其安裝于車身質(zhì)心處?！窜嚿韨?cè)傾角傳感器〉選用VG400CC-200陀螺儀傳感器采集車身側(cè)傾角信號(hào)，將其安裝于車身質(zhì)心處。<懸架主動(dòng)減振執(zhí)行器>
安裝于前后左右四只減振器上，由控制器調(diào)節(jié)減振器作動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)衰減車體振動(dòng)，抑制 車身姿態(tài)變化。<中央處理器連接方式>
中央處理器輸入端接收車身垂直加速度傳感器、車身俯仰角傳感器、車身側(cè)傾角傳感 器等信號(hào)；輸出端連接車輛前后左右四只懸架主動(dòng)減振器；中央處理器內(nèi)部存儲(chǔ)基于無(wú)模 型控制的自治體的控制策略。<自治體技術(shù)控制流程〉
中央處理器運(yùn)用計(jì)算機(jī)學(xué)科中的自治體理論，模仿人們?yōu)榱藢?shí)現(xiàn)一定的目標(biāo)而采取一 系列行動(dòng)的過(guò)程(如圖2、圖3)。首先，中央處理器通過(guò)see過(guò)程接受外界環(huán)境變量值，再到 bmp過(guò)程形成新的Bel (ief) ,opt過(guò)程進(jìn)行對(duì)Int (ention)的修正，在通過(guò)filter對(duì) Des (ire)修正，最終 exe 執(zhí)行 Int (ention)。控制策略結(jié)構(gòu)(Agent)的數(shù)學(xué)表達(dá)如下 Agent = {Aid, P, B, D, I, A, see, bmp, opt, filter, exe}
其中，Aid為Agent的唯一標(biāo)志，用于區(qū)分不同的Agent實(shí)體；P為環(huán)境狀態(tài)集，ρ ( ρ e乃表示某個(gè)外部狀態(tài)s經(jīng)過(guò)Agent接收后在Agent內(nèi)部的映射；Acn為Agent所有 可能的行動(dòng)方案構(gòu)成的集合，則有Ae y (Acn),A表示某個(gè)確定的方案集；Bel為Agent 所有可能的Bel (ief)規(guī)則構(gòu)成的集合，則有B e Y (Bel )表示某個(gè)確定的Bel (ief) 集；Des為Agent所有可能的Des (ire)構(gòu)成的集合，則有々e y (Zfes)表示某個(gè)確定的 Des (ire)集；Int為Agent所有可能的Int (ention)構(gòu)成的集合，則有/ e y (Int ) 表示某個(gè)確定的Int (ention)集。根據(jù)以上定義，Agent的內(nèi)部行為可表示為以下映射 see S — P
bmp: y {Bel ) X P^ y {Bel )
opt: y {Bel ) X y (Int) — y (Des)
filter: y {Bel ) X y (Des) X y (Int) — γ (Int)
exe: y (Int) — A。<基于無(wú)模型控制的自治體懸架控制策略>
“see”表示某個(gè)外部狀態(tài)S={sl，s2, s3}；經(jīng)過(guò)被Agent接收后在內(nèi)部存儲(chǔ)為P = {pl，p2，p3}的過(guò)程。S={sl，s2，s3}；其中si為中央處理器接收的車身垂直加速度傳感器 信號(hào)值，s2為中央處理器接收的車身俯仰角傳感器信號(hào)值，s3為中央處理器接收的車身側(cè) 傾角傳感器信號(hào)值。即、車身俯仰角傳感器、車身側(cè)傾角傳感器等信號(hào)接收si、s2、s3的狀 態(tài)和變化；P ={pl，p2，p3}其中pi為車身垂直加速度值，p2為車身俯仰角度值，p3為車身 側(cè)傾角度值?！癰mp”表示根據(jù)最新P狀態(tài)，修正原有Bel( ief )，形成與當(dāng)前P相對(duì)應(yīng)的Bel( ief) 的過(guò)程，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程描述為對(duì)給定P (ρ e約，若？？ (P，B) e y (Bel) JlJB為對(duì)應(yīng)Bel (ief)。將pi、p2、p3變化的幅值由大到小排序，形成對(duì)應(yīng)車身垂直加速度、車身俯仰角、車 身側(cè)傾角控制權(quán)重分配(即Bel (ief)規(guī)則)。
“opt”表示Agent根據(jù)原有Des (ire)(即在車身垂直加速度、車身俯仰角、車 身側(cè)傾角之中進(jìn)行先后控制排序的前提下，制定車身垂直加速度、車身俯仰角、車身側(cè)傾角 分別最小的目標(biāo))，遵循修正后與當(dāng)前P相對(duì)應(yīng)的Bel (ief)，利用現(xiàn)有方法“無(wú)模型控制” 輸出可執(zhí)行的Int (ention)的過(guò)程。Int (ention)為前后左右四只懸架作動(dòng)力的集合，即 Int=IF1, F2, F3, F4I?！癴ilter”表示按照更新后的可執(zhí)行的Int (ention)，對(duì)原有Des (ire)修正的過(guò) 程。根據(jù)Int輸出，根據(jù)整車模型對(duì)車身垂直加速度、車身俯仰角、車身側(cè)傾角進(jìn)行仿真估 計(jì)，再對(duì)原有Des (ire)修正。這一過(guò)程是一個(gè)不斷進(jìn)化的過(guò)程。Agent將Int (ention) 與Des (ire)不斷的相互修正達(dá)到最優(yōu)化的結(jié)果。 “exe”表示Agent根據(jù)最終制定出的Int (ention)，通過(guò)功率驅(qū)動(dòng)電路，推動(dòng)懸架 主動(dòng)減振器執(zhí)行作動(dòng)力。即將Int (ention)中的懸架作動(dòng)力，換算成驅(qū)動(dòng)電信號(hào)值。
權(quán)利要求
一種基于自治體技術(shù)的車輛懸架控制裝置，其特征在于包括車身垂直加速度傳感器、車身俯仰角傳感器、車身側(cè)傾角傳感器、懸架主動(dòng)減振執(zhí)行器、中央處理器；所述車身垂直加速度傳感器、車身俯仰角傳感器和車身側(cè)傾角傳感器安裝于車身質(zhì)心處；四個(gè)所述懸架主動(dòng)減振執(zhí)行器分別安裝于前后左右四只減振器上，中央處理器輸入端接收車身垂直加速度傳感器、車身俯仰角傳感器、車身側(cè)傾角傳感器信號(hào)；中央處理器輸出端連接車輛前后左右四個(gè)懸架主動(dòng)減振器；中央處理器內(nèi)部存儲(chǔ)基于無(wú)模型控制的自治體的控制程序。
2.一種基于自治體技術(shù)的車輛懸架控制方法，其特征在于首先，中央處理器通過(guò) see過(guò)程接受外界環(huán)境變量值，再到bmp過(guò)程形成新的Bel (ief),opt過(guò)程進(jìn)行對(duì)Int (ention)的修正，在通過(guò)filter對(duì)Des (ire)修正，最終exe執(zhí)行Int (ention)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于自治體技術(shù)的車輛懸架控制方法，其特征在于 所述“see”表示某個(gè)外部狀態(tài)S={sl，s2，s3}；經(jīng)過(guò)被Agent接收后在內(nèi)部存儲(chǔ)為P = {pl，p2，p3}的過(guò)程；S={sl，s2，s3}；其中si為中央處理器接收的車身垂直加速度傳感器 信號(hào)值，s2為中央處理器接收的車身俯仰角傳感器信號(hào)值，s3為中央處理器接收的車身側(cè) 傾角傳感器信號(hào)值；P ={pl，p2，p3}其中pi為車身垂直加速度值，p2為車身俯仰角度值， P3為車身側(cè)傾角度值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于自治體技術(shù)的車輛懸架控制方法，其特征在于所述 “bmp”表示根據(jù)最新P狀態(tài)，修正原有Bel (ief)，形成與當(dāng)前P相對(duì)應(yīng)的Bel (ief)的過(guò) 程，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程為對(duì)給定P (P e約，若？？ (P，B) e y (Bel) JlJB為對(duì)應(yīng)Bel (ief);將 pl、p2、p3變化的幅值由大到小排序，形成對(duì)應(yīng)車身垂直加速度、車身俯仰角、車身側(cè)傾角控 制權(quán)重分配。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于自治體技術(shù)的車輛懸架控制方法，其特征在于所述 “opt”表示Agent根據(jù)原有Des (ire)，遵循修正后與當(dāng)前P相對(duì)應(yīng)的Bel (ief)，利用“無(wú) 模型控制”方法輸出可執(zhí)行的Int (ention)的過(guò)程；Int (ention)為前后左右四只懸架作 動(dòng)力的集合，即 Int= (F1, F2, F3, F4I。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于自治體技術(shù)的車輛懸架控制方法，其特征在于 “filter”表示按照更新后的可執(zhí)行的Int (ention)，對(duì)原有Des (ire)修正的過(guò)程；根據(jù)Int輸出，根據(jù)整車模型對(duì)車身垂直加速度、車身俯仰角、車身側(cè)傾角進(jìn)行仿真估 計(jì)，再對(duì)原有Des (ire)修正。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于自治體技術(shù)的車輛懸架控制方法，其特征在于所述 “exe”表示Agent根據(jù)最終制定出的Int (ention)，通過(guò)功率驅(qū)動(dòng)電路，推動(dòng)懸架主動(dòng)減振 器執(zhí)行作動(dòng)力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于自治體技術(shù)的車輛懸架控制裝置及方法，涉及車輛懸架自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括車身垂直加速度傳感器、車身俯仰角傳感器、車身側(cè)傾角傳感器、懸架主動(dòng)減振執(zhí)行器、中央處理器；本發(fā)明的方法為，中央處理器通過(guò)see過(guò)程接受外界環(huán)境變量值，再到bmp過(guò)程形成新的Bel(ief),opt過(guò)程進(jìn)行對(duì)Int(ention)的修正，在通過(guò)filter對(duì)Des(ire)修正，最終exe執(zhí)行Int(ention)，用于對(duì)車身姿態(tài)的調(diào)整和乘坐舒適性的改善。
文檔編號(hào)B60G17/06GK101966804SQ20101052066
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者江浩斌, 陳蓉蓉, 陳龍, 黃晨 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)