汽车主动悬架作动器故障诊断与控制补偿方法*

陈双 钟孝伟

（辽宁工业大学，锦州 121000）

1 前言

与被动悬架相比较，主动悬架能根据汽车的行驶条件对悬架系统的刚度和阻尼特性进行动态自适应调节，使悬架系统始终处于最佳减振状态。目前，对主动悬架控制的研究大部分是基于执行器（作动器）和传感器完好无故障的条件设计的，一旦传感器或作动器出现故障，控制器将出现误控制，影响乘坐舒适性。

近年来，容错控制研究在智能控制领域受到越来越多的重视[1]，它可以确保在某些部件发生故障的情况下，系统仍按原有或略有降低（但可接受）的性能指标完成控制任务，如文献[2]中采用全维状态鲁棒观测器，对系统输出进行误差估计，并基于控制率重组的方法对汽车半主动悬架进行容错控制，虽然设计的观测器能够判断出发生故障的时间，但是作动器故障恢复存在延迟。文献[3]设计了H∞控制器作为半主动悬架常规控制器，基于故障诊断观测器提出了作动器在线故障估计算法，由完好作动器补偿单一作动器故障的阻尼力损失，通过推导并结合半主动悬架阻尼力的有界性，得出容错控制下各完好作动器的补偿阻尼力[4]。

本文首先建立二自由度1/4车辆模型，设计LQG控制率和卡尔曼状态估计器，实现系统的状态估计，并以此为基础，在不考虑传感器故障的前提下，对作动器出现增益故障进行实时在线诊断[5-6]。最后根据在线诊断结果，对LQG控制实施控制力的补偿，确保性能指标的最优。……