本发明涉及一种空气悬架车身高度控制方法。
背景技术：
1、随着汽车工业技术的快速发展，对汽车的乘坐舒适性和驾驶安全性的要求越来越高，悬架系统作为最重要的车辆底盘部件之一，它的功能主要是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，使得车辆在通过不平路面时产生的冲击力得到缓解，从而减少引起的振动。
2、传统电控空气悬架都是基于不同车速下实现车身高度和空气弹簧刚度的调节来提高驾乘舒适性和系统稳定性，但是，由于空气悬架在车身高度调节过程中存在较强的滞后性和非线性，空气弹簧易产生过充、过放现象，导致车身高度在目标值附近反复振荡。当进行实时车身高度闭环控制时，为了稳定车身高度，电磁阀会反复切换控制，严重影响电磁阀使用寿命，加剧了振荡现象，降低了系统稳定性，同时也影响了乘坐的舒适性。
技术实现思路
1、针对上述问题，本发明提供一种空气悬架车身高度控制方法，解决了空气悬架控制方案在闭环控制时，车身高度在目标值附近反复振荡和电磁阀频繁操作的问题，提高了电磁阀的使用寿命，减少了车身高度的振荡现象，提高了行驶安全性。
2、为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
3、一种空气悬架车身高度控制方法，包括如下步骤：
4、步骤1、获取当前时刻车辆行驶状态参数；
5、步骤2、根据当前时刻车辆行驶状态参数确定理想控制目标和双控制死区δ1和δ2的大小；
6、步骤3、根据车身高度信号确定实际车身高度与目标车身高度的偏差大小，并判断是否超出大控制死区δ2：若超出大控制死区δ2则进入步骤4；若未超出大控制死区δ2则进入步骤7；
7、步骤4、将空气悬架模型离散线性化并建立预测模型；
8、步骤5、以当前时刻车辆行驶状态参数通过预测模型预估未来np个时间单位对应时刻的车辆行驶状态参数；并根据预测的车辆行驶状态参数建立预测矩阵以优化求解理想的悬架系统输入量；
9、步骤6、根据理想的悬架系统输入量并基于小控制死区δ1进行选择性反馈校正：根据理想的悬架系统输入量输出各电磁阀控制信号，若实际车身高度与目标车身高度的偏差小于小控制死区δ1则进入步骤7；若偏差仍大于小控制死区δ1则返回步骤4，反馈最新输入情况并更新控制系统的车辆行驶状态参数，更新预测模型并进行校正后的预测分析计算与控制；
10、步骤7、根据实际车身高度与目标车身高度的偏差的大小与变化频率判断是否存在偏差在小控制死区δ1内振荡过大的极端现象，若存在则进入步骤8，若不存在则直接进入步骤9；
11、步骤8、输出模型预测补偿控制信号；
12、步骤9、进行保压控制，输出电磁阀常闭的pwm电磁阀控制信号进行车身高度控制。
13、优选，步骤1中，当前时刻车辆行驶状态参数包括当前时刻车速、四个车轮处的车身高度、各悬架处的四个空气弹簧的气囊气压、车身垂向加速度、车身侧倾角加速度和车身俯仰角加速度。
14、优选，步骤2中，理想控制目标包括目标车身高度、理想车身垂向加速度、理想车身侧倾角和理想车身俯仰角。
15、优选，步骤2中，双控制死区δ1和δ2的计算公式如下：
16、
17、式中，v为当前时刻车速，hd为当前时刻的目标车身高度，a,b,m,n分别为小控制死区的车速增益系数、小控制死区的目标车身高度增益系数、大控制死区的车速增益系数、大控制死区的目标车身高度增益系数，c1,c2分别为小控制死区的补偿因子、大控制死区的补偿因子。
18、优选，步骤4中，预测模型为：
19、x(k+1)＝ax(k)+bu(k)
20、y(k)＝cx(k)
21、式中，x(k)为当前时刻的悬架系统状态参数，包括四个车轮处的车身高度、四个空气弹簧气囊气压、车身侧倾角加速度、车身俯仰角加速度，x(k+1)为未来一个时间单位的预测悬架系统状态参数，u(k)为当前时刻悬架系统输入量，y(k)为当前时刻的控制目标，包括车身高度、车身垂向加速度、车身侧倾角和车身俯仰角，a,b,c是由车辆属性决定的系数矩阵。
22、优选，步骤5中，根据未来np个时间单位对应时刻的车辆行驶状态参数预测值建立预测矩阵：
23、
24、
25、
26、式中，y(k)为y(k)的预测控制目标矩阵，u为u(k)的预测系统输入矩阵，和θ为由a,b,c组成的系数矩阵；
27、通过建立评价指标并根据预测矩阵优化求解理想的悬架系统输入量：
28、
29、式中，j为评价指标，q用于表述车辆目标状态包括车身高度、车身垂向加速度、车身侧倾角、车身俯仰角权重分配的权重矩阵，r用于表述控制输入的充气电磁阀、放气电磁阀和四个开关电磁阀权重分配的权重矩阵，np为预测时间，yref(k)为当前时刻理想的控制目标，yref(k)为预测未来情况理想的控制目标，为*矩阵的各元素的平方与权重矩阵q对应的权重大小的乘积的和，为*矩阵的各元素的平方权重矩阵r对应的权重大小的乘积的和，当j取最小值时对应的u(k)即为理想的悬架系统输入量。
30、优选，步骤8中，输出模型预测补偿控制是在步骤4-5的基础上考虑迟滞性和时滞性的影响，根据双控制死区δ1和δ2确定比例，按比例输出原本预测控制的输出值。
31、本发明的有益效果是：
32、本发明通过合理的双死区控制函数限定双控制死区并结合模型预测算法，实现对车身高度的控制，一方面通过双死区实现模式切换的功能，减少单一模型预测方法计算量大、反应慢的问题，实现减少控制器计算量以提高计算速度，另一方面通过双死区函数设计结合模型预测控制，在实现有效调节车身高度的基础上，减少电磁阀反复启闭问题，提高电磁阀的使用寿命，减少车身高度的振荡现象，提高行驶安全性。
1.一种空气悬架车身高度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种空气悬架车身高度控制方法，其特征在于，步骤1中，当前时刻车辆行驶状态参数包括当前时刻车速、四个车轮处的车身高度、各悬架处的四个空气弹簧的气囊气压、车身垂向加速度、车身侧倾角加速度和车身俯仰角加速度。
3.根据权利要求2所述的一种空气悬架车身高度控制方法，其特征在于，步骤2中，理想控制目标包括目标车身高度、理想车身垂向加速度、理想车身侧倾角和理想车身俯仰角。
4.根据权利要求3所述的一种空气悬架车身高度控制方法，其特征在于，步骤2中，双控制死区δ1和δ2的计算公式如下：
5.根据权利要求4所述的一种空气悬架车身高度控制方法，其特征在于，步骤4中，预测模型为：
6.根据权利要求5所述的一种空气悬架车身高度控制方法，其特征在于，步骤5中，根据未来np个时间单位对应时刻的车辆行驶状态参数预测值建立预测矩阵：
7.根据权利要求6所述的一种空气悬架车身高度控制方法，其特征在于，步骤8中，输出模型预测补偿控制是在步骤4-5的基础上考虑迟滞性和时滞性的影响，根据双控制死区δ1和δ2确定比例，按比例输出原本预测控制的输出值。
