一种轨道车辆及非线性悬架系统的控制方法、装置及系统与流程

技术特征：
1.一种非线性悬架系统控制方法，其特征在于，包括：依据非线性空气悬架系统的历史实验数据，建立非线性悬架系统模型；采用扩张状态观测器对所述非线性悬架系统模型的状态变量和外部扰动进行观测，得到扩张状态观测器参数及对应的观测值；根据所述扩张状态观测器参数和所述观测值建立所述非线性悬架系统的控制器，并通过所述控制器对所述非线性空气悬架系统进行控制。2.根据权利要求1所述的非线性悬架系统控制方法，其特征在于，非线性空气悬架系统为1/4车二自由度非线性控制悬架系统。3.根据权利要求1所述的非线性悬架系统控制方法，其特征在于，所述非线性悬架系统模型为：其中：m
s
为簧载质量，m
u
为非簧载质量，f
k
为系统刚度，k1、k2、k3均为系统的刚度系数；f
c
为系统阻尼，bc1为系统的阻尼系数，u为主动悬架的控制力，f
s
为系统受到不确定的外部干扰，f
s
小于d，d为正数，f
t
为轮胎刚度，f
b
为轮胎阻尼，k
t
为轮胎刚度系数，k
b
为轮胎阻尼系数，z
s
为簧载质量的位移，z
u
为非簧载质量的位移，z0为路面输入激励，为簧载质量的速度，为簧载质量的加速度，为非簧载质量的速度，为非簧载质量的加速度。4.根据权利要求3所述的非线性悬架系统控制方法，其特征在于，所述采用扩张状态观测器对所述非线性悬架系统模型的状态变量和外部扰动进行观测的过程为：根据所述非线性悬架系统模型建立所述非线性悬架系统的状态方程；通过扩张状态观测器对所述非线性悬架系统的状态方程的状态变量和外部扰动进行观测；所述非线性悬架系统的状态方程为：e1＝l1‑
z
sss
e2＝l4‑
z
uu
其中，e1和e2均为系统的观测误差，θ＝m
s
，θ∈ω＝{θ:0＜θ
min
＜θ＜θ
max
}，ω为一个集合范围，θ
min
为集合范围最小值，θ
max
为集合范围最大值，l1为z
s
的观测值，l2为的观测值，l3为f
s
的观测值，l4为z
u
的观测值，l5为的观测值，l6为f
s
的观测值，m
ii
和b
i
均为观测器参数，i∈[1,6]。5.根据权利要求4所述的非线性悬架系统控制方法，其特征在于，所述根据所述扩张状态观测器参数和所述观测值建立所述非线性悬架系统的控制器的过程为：根据所述非线性悬架系统模型建立所述非线性悬架系统的状态空间方程；将所述扩张状态观测器参数和所述观测值作为控制器的输入参数，并根据所述状态空间方程建立控制器；调节所述控制器的控制参数，得到多组控制结果，并根据各组控制结果确定出最优控制参数；将所述最优控制参数下的控制器作为所述非线性悬架系统的控制器。6.根据权利要求5所述的非线性悬架系统控制方法，其特征在于，所述非线性悬架系统的状态空间方程为：其中，x1＝l1＝z
s
，x3＝l4＝z
u
，ξ为控制器的控制参数。7.一种非线性悬架系统控制装置，其特征在于，包括：建立模块，用于依据非线性空气悬架系统的历史实验数据，建立非线性悬架系统模型；观测模块，用于采用扩张状态观测器对所述非线性悬架系统模型的状态变量和外部扰动进行观测，得到扩张状态观测器参数及对应的观测值；控制模块，用于根据所述扩张状态观测器参数和所述观测值建立所述非线性悬架系统的控制器，并通过所述控制器对所述非线性空气悬架系统进行控制。8.根据权利要求7所述的非线性悬架系统控制装置，其特征在于，非线性空气悬架系统为1/4车二自由度非线性控制悬架系统。9.一种非线性悬架系统控制系统，其特征在于，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述非线性悬架系统控制方法的步骤。10.一种轨道车辆，其特征在于，包括非线性空气悬架系统及如权利要求9所述的非线性空气悬架系统控制系统。11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机
程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述非线性悬架系统控制方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种轨道车辆及非线性悬架系统控制方法、装置、系统及计算机可读存储介质，该方法包括：依据非线性空气悬架系统的历史实验数据，建立非线性悬架系统模型；采用扩张状态观测器对所述非线性悬架系统模型的状态变量和外部扰动进行观测，得到扩张状态观测器参数及对应的观测值；根据所述扩张状态观测器参数和所述观测值建立所述非线性悬架系统的控制器，并通过所述控制器对所述非线性空气悬架系统进行控制；通过本发明建立的控制器对非线性悬架系统进行控制能够使系统更加稳定，提高系统的平顺性、舒适性和安全性。舒适性和安全性。舒适性和安全性。


技术研发人员：卢京廷 李硕 董威 李玲 马顺
受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司
技术研发日：2021.06.30
技术公布日：2021/9/21