复合馈能式磁流变半主动座椅悬架及其控制方法

技术领域

本发明属于座椅悬架技术领域，具体涉及一种复合馈能式磁流变半主动座椅悬架及其控制方法。

背景技术

磁流变液是一种可控流体，在不同的磁场环境下表现出不同的性质。当在零磁场或弱磁场条件下呈现出牛顿流体特性；当在强磁场条件下呈现出宾汉体特性。因此，利用磁流变液的这个性质制成磁流变减振器，在施加不同的磁场条件下，产生不同的阻尼力以适应变化的路况。

磁流变减振器作为耗能元件，一方面消耗振动能量，另一方面需要消耗车载电池的电能。因此，如何将路面振动能量回收，来供给磁流变减振器和其他耗能元件，成为大家研究的重点。

汽车在行驶过程中，由于路面的起伏颠簸，对人体脊椎骨骼造成极大的危害。特别是对于悬架减振效果不佳的车辆，由于路面及发动机的振动激励对人体的危害更大。而且在能源日渐短缺的今天，汽车振动能量的回收成为各国学者研究的关键问题。因此，如何能在减小振动的基础上，将振动能量回收并储存在电池中，是很多专家学者共同研究的问题。

汽车座椅悬架分为主动座椅悬架、半主动座椅悬架以及被动座椅悬架。相对于被动座椅悬架，主动座椅悬架及半主动座椅悬架的减振效果更好。但是，主动座椅悬架结构复杂，控制难度大和耗能多等问题，成为主动座椅悬架发展的瓶颈。因此在这，半主动座椅悬架的优势就逐渐凸显出来。磁流变半主动座椅悬架具有耗能少，结构简单的特点，成为汽车领域争相研究的对象。

另一方面，如何将振动能量回收进汽车储能原件中，成为汽车领域的又一个问题。振动能量的回收分为压电式、电磁式和静电式三种方式，三种方式各有特点和其应用领域。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种设计新颖合理、采用了多种能量回收利用方式、能够使座椅处于最佳的减震状态、工作可靠性高、使用寿命长、使用效果好、便于推广使用的复合馈能式磁流变半主动座椅悬架。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种复合馈能式磁流变半主动座椅悬架，其特征在于：包括座椅悬架本体和座椅悬架控制系统，所述座椅悬架本体包括从下到上依次设置的线圈馈能机构、第一压电片馈能机构和第二压电片馈能机构，所述线圈馈能机构包括一上一下间隔设置的弹簧固定板和线圈固定板，以及设置在弹簧固定板和线圈固定板之间的多个线圈发电组件，所述弹簧固定板的底部设置有弹簧吊耳，所述线圈发电组件包括从下到上依次设置的线圈、能够在线圈内上下运动的强磁铁和用于吊装强磁铁的弹簧，所述强磁铁的顶部设置有磁铁吊耳，所述线圈的底部与线圈固定板固定连接，所述弹簧的上端与弹簧吊耳连接，所述弹簧的下端与磁铁吊耳连接；所述第一压电片馈能机构包括固定连接在弹簧固定板顶部的压电片固定底板、设置在压电片固定底板顶部的压电片下固定板和设置在压电片下固定板顶部的压电片上固定板，所述压电片固定底板、压电片下固定板和压电片上固定板三者固定连接，所述压电片上固定板和压电片固定底板围成的空间内设置有多个压电发电单元，所述压电发电单元的简支端夹装在压电片下固定板和压电片上固定板之间，所述压电发电单元的自由端固定连接有配重块；所述第二压电片馈能机构包括设置在压电片上固定板上方的座椅固定板，以及设置在座椅固定板与压电片上固定板之间的磁流变减振器、座椅弹簧、第一剪叉和第二剪叉，所述座椅固定板的一侧底部设置有第一滚动槽，所述座椅固定板的另一侧底部设置有第一座椅固定板吊耳，所述座椅固定板的底部设置有位于第一滚动槽和第一座椅固定板吊耳之间的第二座椅固定板吊耳，所述第一滚动槽内部顶面上和底面上均设置有第一压电发电片，所述第一滚动槽的底部设置有第一滚动槽吊耳，所述压电片上固定板的一侧顶部设置有位于第一滚动槽下方的第二滚动槽，所述压电片上固定板的另一侧顶部设置有位于第一座椅固定板吊耳下方的第一压电片上固定板吊耳，所述压电片上固定板的顶部设置有位于第二滚动槽和第一压电片上固定板吊耳之间的第二压电片上固定板吊耳，所述第二滚动槽内部顶面上和底面上均设置有第二压电发电片，所述第一剪叉和第二剪叉十字交叉铰接，所述第一剪叉的下端与第一压电片上固定板吊耳铰接，所述第一剪叉的上端转动连接有设置在第一滚动槽内且能够在第一滚动槽内往复滚动的第一滚轮，所述第二剪叉的上端与第一座椅固定板吊耳铰接，所述第二剪叉的下端转动连接有设置在第二滚动槽内且能够在第二滚动槽内往复滚动的第二滚轮，所述磁流变减振器的活塞杆的端部设置有磁流变减振器上吊耳，所述磁流变减振器的下端设置有磁流变减振器下吊耳，所述磁流变减振器上吊耳与第一滚动槽吊耳铰接，所述磁流变减振器下吊耳与第二压电片上固定板吊耳铰接，所述座椅弹簧的一端与第二座椅固定板吊耳固定连接，所述座椅弹簧的另一端与第二剪叉的上端固定连接；所述座椅悬架控制系统包括座椅悬架控制器、整流器、用于为车载蓄电池充电的蓄电池充电电路和用于为磁流变减振器内的电磁线圈提供稳定的输入电流的可控恒流源电路，所述座椅悬架控制器的输入端接有用于对线圈固定板的加速度进行实时检测的第一加速度传感器和用于对座椅本体的加速度进行实时检测的第二加速度传感器，所述蓄电池充电电路接在整流器与车载蓄电池之间，所述可控恒流源电路与车载蓄电池的输出端和座椅悬架控制器的输出端连接，所述磁流变减振器内的电磁线圈与可控恒流源电路的输出端连接，所述整流器的输入端与线圈的输出端以及串联后的第一压电发电片、第二压电发电片和压电发电单元连接。

上述的复合馈能式磁流变半主动座椅悬架，其特征在于：设置在弹簧固定板和线圈固定板之间线圈发电组件的数量为两个，所述压电片上固定板和压电片固定底板围成的空间内设置有二十个压电发电单元；设置在第一滚动槽内部顶面上的第一压电发电片与第一滚动槽内部顶面粘接，设置在第一滚动槽内部底面上的第一压电发电片与第一滚动槽内部底面粘接；设置在第二滚动槽内部顶面上的第二压电发电片与第二滚动槽内部顶面粘接，设置在第二滚动槽内部底面上的第二压电发电片与第二滚动槽内部底面粘接。

上述的复合馈能式磁流变半主动座椅悬架，其特征在于：所述压电片固定底板通过螺栓固定连接在弹簧固定板顶部，所述压电片固定底板、压电片下固定板和压电片上固定板三者通过两个自攻沉头螺丝固定连接。

上述的复合馈能式磁流变半主动座椅悬架，其特征在于：所述第一剪叉和第二剪叉通过第一剪叉连接销十字交叉铰接，所述第一剪叉的下端通过第二剪叉连接销与第一压电片上固定板吊耳铰接，所述第一剪叉的上端通过第一滚轮剪叉连接销转动连接有第一滚轮；所述第二剪叉的上端通过第三剪叉连接销与第一座椅固定板吊耳铰接，所述第二剪叉的下端通过第二滚轮剪叉连接销转动连接有第二滚轮；所述磁流变减振器上吊耳通过第一磁流变减振器连接销与第一滚动槽吊耳铰接，所述磁流变减振器下吊耳通过第二磁流变减振器连接销与第二压电片上固定板吊耳铰接；所述第二剪叉的上端设置有向上弯折的部分且在向上弯折的部分设置有剪叉通孔，所述座椅弹簧的另一端通过穿过剪叉通孔的方式与第二剪叉的上端固定连接。

上述的复合馈能式磁流变半主动座椅悬架，其特征在于：所述第一滚轮和第二滚轮均为胶轮。

上述的复合馈能式磁流变半主动座椅悬架，其特征在于：所述座椅固定板上设置有供第一压电发电片的导线穿出的第一导线导向槽，所述压电片上固定板上设置有供第二压电发电片的导线穿出的第二导线导向槽。

上述的复合馈能式磁流变半主动座椅悬架，其特征在于：所述压电发电单元包括从上到下依次连接的陶瓷板、铜基板和Pu板。

本发明还公开了一种方法步骤简单、实现方便、能够使座椅处于最佳的减震状态、工作可靠性高的复合馈能式磁流变半主动座椅悬架控制方法，该方法包括以下步骤：

步骤Ⅰ、所述第一加速度传感器对线圈固定板的加速度进行实时检测，第二加速度传感器对座椅本体的加速度进行实时检测；所述座椅悬架控制器对线圈固定板的加速度和座椅本体的加速度进行周期性采样；

步骤Ⅱ、当车辆行驶在不平路面上时，车辆轮胎因受到激励而发生垂直于地面的振动，车辆轮胎的振动经过汽车悬架传递到车身，车身将振动传递到线圈固定板；一方面，线圈固定板再将振动往上传递，带动压电片下固定板振动，线圈产生的电能通过整流器整流后，再经过蓄电池充电电路给车载蓄电池充电，车载蓄电池输出电能给可控恒流源电路；压电发电单元构成悬臂梁结构，压电发电单元发生正压电效应，产生电能并通过整流器整流后，再经过蓄电池充电电路给车载蓄电池充电，车载蓄电池输出电能给可控恒流源电路；同时，压电片上固定板发生振动，第二滚轮在第二滚动槽中滚动，压电片上固定板在上下往复运动过程中，第二滚轮与第二压电发电片的表面接触挤压，第二压电发电片表面受到外力的作用，内部产生电极化现象，产生电能，产生的电能通过整流器整流后，再经过蓄电池充电电路给车载蓄电池充电，车载蓄电池输出电能给可控恒流源电路；第一剪叉通过第一滚轮剪叉连接销将运动传递给第一滚轮，第一滚轮在第一滚动槽内往复滚动的过程中，给予第一压电发电片垂直方向的力，第一压电发电片表面受到外力的作用，内部产生电极化现象，产生电能，产生的电能通过整流器整流后，再经过蓄电池充电电路给车载蓄电池充电，车载蓄电池输出电能给可控恒流源电路；另一方面，所述座椅悬架控制器根据模糊PID控制的方法对其采样得到的线圈固定板的加速度和座椅本体的加速度进行分析处理，得到磁流变减振器内的电磁线圈需要的输入电流并控制可控恒流源电路的输出电流为磁流变减振器内的电磁线圈需要的输入电流，实时调节磁流变减振器内的电磁线圈的输入电流，从而实时调节磁流变减振器内的电磁线圈产生的磁场强度，即实时调节磁流变减振器产生的阻尼力，减小经过座椅悬架传递到座椅本体的振动；

步骤Ⅱ中所述座椅悬架控制器根据模糊PID控制的方法对其采样得到的线圈固定板的加速度和座椅本体的加速度进行分析处理，得到磁流变减振器内的电磁线圈需要的输入电流并控制可控恒流源电路的输出电流为磁流变减振器内的电磁线圈需要的输入电流的具体过程为：

步骤一、座椅悬架控制器根据公式对其第i次采样得到的座椅本体的加速度和线圈固定板的加速度作差，得到第i次采样时座椅本体的加速度与线圈固定板的加速度的偏差e_i；

步骤二、座椅悬架控制器根据公式对第i次采样时座椅本体的加速度与线圈固定板的加速度的偏差e_i求导，得到第i次采样时座椅本体的加速度与线圈固定板的加速度的偏差e_i随时间t的变化率

步骤三、座椅悬架控制器根据公式E_i＝e_i×K_i对第i次采样时座椅本体的加速度与线圈固定板的加速度的偏差e_i进行量化，得到偏差e_i的量化量E_i；其中，K_i为第i次采样时座椅本体的加速度与线圈固定板的加速度的偏差e_i的量化因子，K_i的取值方法为：当|e_i|≤0.2时，K_i的值取为30，当0.2≤|e_i|≤0.4时，K_i的值取为15，当|e_i|>0.4时，K_i的值取为10；偏差e_i的量化量E_i的论域为[-0.6,0.6]；

步骤四、座椅悬架控制器根据公式对第i次采样时座椅本体的加速度与线圈固定板的加速度的偏差e_i随时间t的变化率进行量化，得到偏差e_i随时间t的变化率的量化量其中，为第i次采样时座椅本体的加速度与线圈固定板的加速度的偏差e_i随时间t的变化率的量化因子，的取值方法为：当时，的值取为0.6，当时，的值取为0.2，当时，的值取为0.1；偏差e_i随时间t的变化率的量化量的论域为[-30,30]；

步骤五、座椅悬架控制器对偏差e_i的量化量E_i按照四舍五入的方法进行整数化，得到偏差e_i的量化量E_i的整数化结果并将偏差e_i的量化量E_i的整数化结果作为模糊PID控制的第一个输入E_i′；

步骤六、座椅悬架控制器对偏差e_i随时间t的变化率的量化量按照四舍五入的方法进行整数化，得到偏差e_i随时间t的变化率的量化量的整数化结果作为模糊PID控制的第二个输入

步骤七、座椅悬架控制器根据模糊PID控制的第一个输入E_i′和模糊控制的第二个输入查询存储在座椅悬架控制器内部存储器中的由座椅悬架控制器预先制定好的模糊PID控制查询表，得到第i次采样时模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i、Kd_i，即第i次采样时PID控制部分的比例控制参数Kp_i、积分控制参数Ki_i和微分控制参数Kd_i；

步骤八、座椅悬架控制器根据公式计算得到励磁线圈需要的输入电流I(i)，即座椅悬架控制器控制可控恒流源电路的输出电流I(i)；其中，k为0～i的自然数，e_i-1为第i-1次采样时座椅本体的加速度与线圈固定板的加速度的偏差且为第i-1次采样得到的座椅本体的加速度，为第i-1次采样得到的线圈固定板的加速度。

上述的方法，其特征在于：步骤七中所述座椅悬架控制器预先制定模糊PID控制查询表的过程为：

步骤701、所述第一加速度传感器对线圈固定板的加速度进行实时检测，第二加速度传感器对座椅本体的加速度进行实时检测；所述座椅悬架控制器对线圈固定板的加速度和座椅本体的加速度进行周期性采样；

步骤702、座椅悬架控制器根据公式对其第i次采样得到的座椅本体的加速度和线圈固定板的加速度作差，得到第i次采样时座椅本体的加速度与线圈固定板的加速度的偏差e_i；

步骤703、座椅悬架控制器根据公式对第i次采样时座椅本体的加速度与线圈固定板的加速度的偏差e_i求导，得到第i次采样时座椅本体的加速度与线圈固定板的加速度的偏差e_i随时间t的变化率

步骤704、座椅悬架控制器根据公式E_i＝e_i×K_i对第i次采样时座椅本体的加速度与线圈固定板的加速度的偏差e_i进行量化，得到偏差e_i的量化量E_i；其中，K_i为第i次采样时座椅本体的加速度与线圈固定板的加速度的偏差e_i的量化因子，K_i的取值方法为：当|e_i|≤0.2时，K_i的值取为30，当0.2≤|e_i|≤0.4时，K_i的值取为15，当|e_i|>0.4时，K_i的值取为10；偏差e_i的量化量E_i的论域为[-0.6,0.6]；

步骤705、座椅悬架控制器根据公式对第i次采样时座椅本体的加速度与线圈固定板的加速度的偏差e_i随时间t的变化率进行量化，得到偏差e_i随时间t的变化率的量化量其中，为第i次采样时座椅本体的加速度与线圈固定板的加速度的偏差e_i随时间t的变化率的量化因子，的取值方法为：当时，的值取为0.6，当时，的值取为0.2，当时，的值取为0.1；偏差e_i随时间t的变化率的量化量的论域为[-30,30]；

步骤706、座椅悬架控制器对偏差e_i的量化量E_i进行模糊化处理，其具体过程如下：

步骤7061、定义偏差e_i的量化量E_i的模糊状态集合为{负大、负中、负小、零、正小、正中、正大}；

步骤7062、座椅悬架控制器根据偏差e_i的量化量E_i的三角形隶属函数计算得到偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态的隶属度值trimf(E_i,a₁,b₁,c₁)，并根据最大隶属度原则确定偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态，且当偏差e_i的量化量E_i在两种不同的模糊状态下对应的隶属度值相等时，选取小于偏差e_i的量化量E_i的数据对应的模糊状态为偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态；其中，a₁为偏差e_i的量化量E_i的三角形隶属函数对应的三角形底边左顶点的横坐标，b₁为偏差e_i的量化量E_i的三角形隶属函数对应的三角形底边右顶点的横坐标，c₁为偏差e_i的量化量E_i的三角形隶属函数对应的三角形上部顶点的横坐标；当模糊状态为负大时，a₁＝-6，b₁＝-6，c₁＝-4；当模糊状态为负中时，a₁＝-6，b₁＝-4，c₁＝-2；当模糊状态为负小时，a₁＝-4，b₁＝-2，c₁＝0；当模糊状态为零时，a₁＝-2，b₁＝0，c₁＝2；当模糊状态为正小时，a₁＝0，b₁＝2，c₁＝4；当模糊状态为正中时，a₁＝2，b₁＝4，c₁＝6；当模糊状态为正大时，a₁＝4，b₁＝6，c₁＝6；

步骤707、座椅悬架控制器对偏差e_i随时间t的变化率的量化量进行模糊化处理，其具体过程如下：

步骤7071、定义偏差e_i随时间t的变化率的量化量的模糊状态集合为{负大、负中、负小、零、正小、正中、正大}；

步骤7072、座椅悬架控制器根据偏差e_i随时间t的变化率的量化量的三角形隶属函数计算得到偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊状态的隶属度值并根据最大隶属度原则确定偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊状态，且当偏差e_i随时间t的变化率的量化量在两种不同的模糊状态下对应的隶属度值相等时，选取小于偏差e_i随时间t的变化率的量化量的数据对应的模糊状态为偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊状态；其中，a₂为偏差e_i随时间t的变化率的量化量的三角形隶属函数对应的三角形底边左顶点的横坐标，b₂为偏差e_i随时间t的变化率的量化量的三角形隶属函数对应的三角形底边右顶点的横坐标，c₂为偏差e_i随时间t的变化率的量化量的三角形隶属函数对应的三角形上部顶点的横坐标；当模糊状态为负大时，a₂＝-6，b₂＝-6，c₂＝-4；当模糊状态为负中时，a₂＝-6，b₂＝-4，c₂＝-2；当模糊状态为负小时，a₂＝-4，b₂＝-2，c₂＝0；当模糊状态为零时，a₂＝-2，b₂＝0，c₂＝2；当模糊状态为正小时，a₂＝0，b₂＝2，c₂＝4；当模糊状态为正中时，a₂＝2，b₂＝4，c₂＝6；当模糊状态为正大时，a₂＝4，b₂＝6，c₂＝6；

步骤708、定义模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i的模糊状态集合均为{零、小、中、大}，制定模糊控制根据偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态和偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊状态得到模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i的模糊状态的模糊控制规则，并根据所述模糊控制规则确定出模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i的模糊状态；

其中，所述模糊控制规则为：

当偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态和偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊输入状态分别为负大和负大、负大和负中、负大和负小、负大和零、负大和正小、负大和正中、负大和正大时，模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i分别为大、零和零，大、零和中，中、中和零，中、中和零，零、中和零，小、小和中，零、零和零；

当偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态和偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊输入状态分别为负中和负大、负中和负中、负中和负小、负中和零、负中和正小、负中和正中、负中和正大时，模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i分别为大、零和零，中、零和零，中、零和小，小、零和中，零、零和中，小、小和小，零、小和零；

当偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态和偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊输入状态分别为负小和负大、负小和负中、负小和负小、负小和零、负小和正小、负小和正中、负小和正大时，模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i分别为大、零和小，中、零和中，小、零和小，零、大和小，小、大和小，小、零和中，零、零和小；

当偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态和偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊输入状态分别为零和负大、零和负中、零和负小、零和零、零和正小、零和正中、零和正大时，模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i分别为大、零和小，小、小和大，零、中和小，零、大和小，小、大和小，中、零和大，中、零和小；

当偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态和偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊输入状态分别为正小和负大、正小和负中、正小和负小、正小和零、正小和正小、正小和正中、正小和正大时，模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i分别为大、零和小，小、小和大，小、中和小，零、中和小，小、中和小，中、零和大，中、零和小；

当偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态和偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊输入状态分别为正中和负大、正中和负中、正中和负小、正中和零、正中和正小、正中和正中、正中和正大时，模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i分别为零、小和小，零、小和大，小、大和小，零、大和零，小、中和小，大、中和大，大、小和小；

当偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态和偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊输入状态分别为正大和负大、正大和负中、正大和负小、正大和零、正大和正小、正大和正中、正大和正大时，模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i分别为零、小和小，零、小和中，小、大和零，小、大和零，中、中和小，大、小和大，大、小和小；

步骤709、对所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i的模糊状态进行反模糊化处理，其具体过程为：

步骤7091、定义所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i的论域均为{0,1,2,3}；

步骤7092、座椅悬架控制器根据所述模糊控制部分的输出Kp_i的三角形隶属函数计算得到模糊控制部分的输出Kp_i的各个模糊状态下模糊控制部分的输出Kp_i的论域{0,1,2,3}中每个整数对应的隶属度值trimf(Kp_i,a_p,b_p,c_p)，并将某个模糊状态下模糊控制部分的输出Kp_i的论域{0,1,2,3}中各个整数对应的隶属度值中的最大值所对应的模糊控制部分的输出Kp_i的值确定为所述模糊控制部分的输出Kp_i反模糊化的结果；其中，a_p为模糊控制部分的输出Kp_i的三角形隶属函数对应的三角形底边左顶点的横坐标，b_p为模糊控制部分的输出Kp_i的三角形隶属函数对应的三角形底边右顶点的横坐标，c_p为模糊控制部分的输出Kp_i的三角形隶属函数对应的三角形上部顶点的横坐标；当模糊状态为零时，a_p＝0，b_p＝0.5，c_p＝1；当模糊状态为小时，a_p＝0，b_p＝1，c_p＝2；当模糊状态为中时，a_p＝1，b_p＝2，c_p＝3；当模糊状态为大时，a_p＝2，b_p＝2.5，c_p＝3；

步骤7093、座椅悬架控制器根据所述模糊控制部分的输出Ki_i的三角形隶属函数计算得到模糊控制部分的输出Ki_i的各个模糊状态下模糊控制部分的输出Ki_i的论域{0,1,2,3}中每个整数对应的隶属度值trimf(Ki_i,a_i,b_i,c_i)，并将某个模糊状态下模糊控制部分的输出Ki_i的论域{0,1,2,3}中各个整数对应的隶属度值中的最大值所对应的模糊控制部分的输出Ki_i的值确定为所述模糊控制部分的输出Ki_i反模糊化的结果；其中，a_i为模糊控制部分的输出Ki_i的三角形隶属函数对应的三角形底边左顶点的横坐标，b_i为模糊控制部分的输出Ki_i的三角形隶属函数对应的三角形底边右顶点的横坐标，c_i为模糊控制部分的输出Ki_i的三角形隶属函数对应的三角形上部顶点的横坐标；当模糊状态为零时，a_i＝0，b_i＝0，c_i＝1；当模糊状态为小时，a_i＝0，b_i＝1，c_i＝2；当模糊状态为中时，a_i＝1，b_i＝2，c_i＝3；当模糊状态为大时，a_i＝2，b_i＝3，c_i＝3；

步骤7094、座椅悬架控制器根据所述模糊控制部分的输出Kd_i的三角形隶属函数计算得到模糊控制部分的输出Kd_i的各个模糊状态下模糊控制部分的输出Kd_i的论域{0,1,2,3}中每个整数对应的隶属度值trimf(Kd_i,a_d,b_d,c_d)，并将某个模糊状态下模糊控制部分的输出Kd_i的论域{0,1,2,3}中各个整数对应的隶属度值中的最大值所对应的模糊控制部分的输出Ki_i的值确定为所述模糊控制部分的输出Kd_i反模糊化的结果；其中，a_d为模糊控制部分的输出Kd_i的三角形隶属函数对应的三角形底边左顶点的横坐标，b_d为模糊控制部分的输出Kd_i的三角形隶属函数对应的三角形底边右顶点的横坐标，c_d为模糊控制部分的输出Kd_i的三角形隶属函数对应的三角形上部顶点的横坐标；当模糊状态为零时，a_d＝0，b_d＝0.5，c_d＝1；当模糊状态为小时，a_d＝0，b_d＝1，c_d＝2；当模糊状态为中时，a_d＝1，b_d＝2，c_d＝3；当模糊状态为大时，a_d＝2，b_d＝2.5，c_d＝3；

步骤7010、重复步骤701到步骤709，直到得到偏差e_i的量化量E_i的论域{-6,-5，-4，-3，-2，-1,0，1,2,3,4,5,6}内的13个整数与偏差e_i随时间t的变化率的量化量的论域{-6,-5，-4，-3，-2，-1,0，1,2,3,4,5,6}内的13个整数的169种组合与所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果的一一对应关系；

步骤7011、将偏差e_i的量化量E_i的论域{-6,-5，-4，-3，-2，-1,0，1,2,3,4,5,6}内的13个整数与偏差e_i随时间t的变化率的量化量的论域{-6,-5，-4，-3，-2，-1,0，1,2,3,4,5,6}内的13个整数的169种组合与所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果的一一对应关系制定成模糊控制查询表。

上述的方法，其特征在于：步骤7011中所述模糊控制查询表用语言描述为：

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为-6和-6、-6和-5、-6和-4、-6和-3、-6和-2、-6和-1、-6和0、-6和1、-6和2、-6和3、-6和4、-6和5、-6和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为3、0和1，3、0和1，3、0和1，3、0和1，3、0和1，3、0和1，3、0和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为-5和-6、-5和-5、-5和-4、-5和-3、-5和-2、-5和-1、-5和0、-5和1、-5和2、-5和3、-5和4、-5和5、-5和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为3、0和1，3、0和1，3、0和1，3、0和1，3、0和1，3、0和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，1、0和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为-4和-6、-4和-5、-4和-4、-4和-3、-4和-2、-4和-1、-4和0、-4和1、-4和2、-4和3、-4和4、-4和5、-4和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为3、0和1，3、0和1，3、0和1，3、0和1，3、0和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，1、0和0，1、0和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为-3和-6、-3和-5、-3和-4、-3和-3、-3和-2、-3和-1、-3和0、-3和1、-3和2、-3和3、-3和4、-3和5、-3和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为3、0和1，3、0和1，3、0和1，3、0和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，1、0和0，1、0和0，1、0和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为-2和-6、-2和-5、-2和-4、-2和-3、-2和-2、-2和-1、-2和0、-2和1、-2和2、-2和3、-2和4、-2和5、-2和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为3、0和1，3、0和1，3、0和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，1、0和0，1、0和0，1、0和0，0、3和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为-1和-6、-1和-5、-1和-4、-1和-3、-1和-2、-1和-1、-1和0、-1和1、-1和2、-1和3、-1和4、-1和5、-1和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为3、0和1，3、0和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，1、0和0，1、0和0，1、0和0，0、3和0，0、3和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为0和-6、0和-5、0和-4、0和-3、0和-2、0和-1、0和0、0和1、0和2、0和3、0和4、0和5、0和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为3、0和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，1、1和0，1、0和0，1、0和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为1和-6、1和-5、1和-4、1和-3、1和-2、1和-1、1和0、1和1、1和2、1和3、1和4、1和5、1和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，1、0和0，1、0和0，1、0和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为2和-6、2和-5、2和-4、2和-3、2和-2、2和-1、2和0、2和1、2和2、2和3、2和4、2和5、2和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，1、0和0，1、0和0，1、0和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为3和-6、3和-5、3和-4、3和-3、3和-2、3和-1、3和0、3和1、3和2、3和3、3和4、3和5、3和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，1、0和0，1、0和0，1、0和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为4和-6、4和-5、4和-4、4和-3、4和-2、4和-1、4和0、4和1、4和2、4和3、4和4、4和5、4和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为2、1和1，2、1和1，2、1和1，1、0和0，1、0和0，1、0和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为5和-6、5和-5、5和-4、5和-3、5和-2、5和-1、5和0、5和1、5和2、5和3、5和4、5和5、5和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为2、1和1，2、1和1，1、0和0，1、0和0，1、0和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为6和-6、6和-5、6和-4、6和-3、6和-2、6和-1、6和0、6和1、6和2、6和3、6和4、6和5、6和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为2、1和1，1、0和0，1、0和0，1、0和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明利用磁流变减振器作为悬架耗能原件，具有减振效果好，耗能低的特点。

2、本发明采用模糊PID控制的方法对磁流变减振器进行控制，摆脱了原有PID控制中参数不能根据路况在线更改的缺点，突出了磁流变减振器的工作特点。

3、本发明将压电发电片固定在滚轮的滚动槽内，使压电发电片工作在d33模式发电，使得滚轮在滚动的过程中也能产生电能，并且产生的电能能够收集起来，达到了能量回收储存再利用的目的。

4、本发明将压电发电单元做成悬臂梁的形式，且使压电发电片工作在d31模式发电，使得座椅在受到振动激励的过程中，可以将振动能量转化为电能，并且产生的电能能够收集起来，达到了能量回收储存再利用的目的。

5、本发明利用电磁感应定律，将强磁铁用弹簧悬置在线圈上方，将振动激励转化为电能，并且产生的电能能够收集起来，达到了能量回收储存再利用的目的。

6本发明的复合馈能式磁流变半主动座椅悬架的控制方法的方法步骤简单，实现方便，能够使座椅处于最佳的减震状态。

综上所述，本发明的设计新颖合理，采用了多种能量回收利用方式，能够使座椅处于最佳的减震状态，工作可靠性高，使用寿命长，使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明复合馈能式磁流变半主动座椅悬架的结构示意图。

图2为本发明复合馈能式磁流变半主动座椅悬架的使用状态示意图。

图3为本发明座椅悬架控制系统的电路原理框图。

图4为本发明压电发电单元的结构示意图。

图5为本发明偏差e_i的量化量E_i的三角形隶属函数图。

图6为本发明偏差e_i随时间t的变化率的量化量的三角形隶属函数图。

图7为本发明模糊控制部分的输出Kp_i的三角形隶属函数图。

图8为本发明模糊控制部分的输出Ki_i的三角形隶属函数图。

图9为本发明模糊控制部分的输出Kd_i的三角形隶属函数图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的复合馈能式磁流变半主动座椅悬架，包括座椅悬架本体和座椅悬架控制系统，所述座椅悬架本体包括从下到上依次设置的线圈馈能机构、第一压电片馈能机构和第二压电片馈能机构，所述线圈馈能机构包括一上一下间隔设置的弹簧固定板26和线圈固定板21，以及设置在弹簧固定板26和线圈固定板21之间的多个线圈发电组件，所述弹簧固定板26的底部设置有弹簧吊耳25，所述线圈发电组件包括从下到上依次设置的线圈20、能够在线圈20内上下运动的强磁铁22和用于吊装强磁铁22的弹簧24，所述强磁铁22的顶部设置有磁铁吊耳23，所述线圈20的底部与线圈固定板21固定连接，所述弹簧24的上端与弹簧吊耳25连接，所述弹簧24的下端与磁铁吊耳23连接；所述第一压电片馈能机构包括固定连接在弹簧固定板26顶部的压电片固定底板28、设置在压电片固定底板28顶部的压电片下固定板30和设置在压电片下固定板30顶部的压电片上固定板32，所述压电片固定底板28、压电片下固定板30和压电片上固定板32三者固定连接，所述压电片上固定板32和压电片固定底板28围成的空间内设置有多个压电发电单元17，所述压电发电单元17的简支端夹装在压电片下固定板30和压电片上固定板32之间，所述压电发电单元17的自由端固定连接有配重块18；所述第二压电片馈能机构包括设置在压电片上固定板32上方的座椅固定板2，以及设置在座椅固定板2与压电片上固定板32之间的磁流变减振器12、座椅弹簧43、第一剪叉38和第二剪叉40，所述座椅固定板2的一侧底部设置有第一滚动槽7，所述座椅固定板2的另一侧底部设置有第一座椅固定板吊耳44，所述座椅固定板2的底部设置有位于第一滚动槽7和第一座椅固定板吊耳44之间的第二座椅固定板吊耳45，所述第一滚动槽7内部顶面上和底面上均设置有第一压电发电片5，所述第一滚动槽7的底部设置有第一滚动槽吊耳8，所述压电片上固定板32的一侧顶部设置有位于第一滚动槽7下方的第二滚动槽13，所述压电片上固定板32的另一侧顶部设置有位于第一座椅固定板吊耳44下方的第一压电片上固定板吊耳35，所述压电片上固定板32的顶部设置有位于第二滚动槽13和第一压电片上固定板吊耳35之间的第二压电片上固定板吊耳33，所述第二滚动槽13内部顶面上和底面上均设置有第二压电发电片15，所述第一剪叉38和第二剪叉40十字交叉铰接，所述第一剪叉38的下端与第一压电片上固定板吊耳35铰接，所述第一剪叉38的上端转动连接有设置在第一滚动槽7内且能够在第一滚动槽7内往复滚动的第一滚轮4，所述第二剪叉40的上端与第一座椅固定板吊耳44铰接，所述第二剪叉40的下端转动连接有设置在第二滚动槽13内且能够在第二滚动槽13内往复滚动的第二滚轮16，所述磁流变减振器12的活塞杆11的端部设置有磁流变减振器上吊耳10，所述磁流变减振器12的下端设置有磁流变减振器下吊耳37，所述磁流变减振器上吊耳10与第一滚动槽吊耳8铰接，所述磁流变减振器下吊耳37与第二压电片上固定板吊耳33铰接，所述座椅弹簧43的一端与第二座椅固定板吊耳45固定连接，所述座椅弹簧43的另一端与第二剪叉40的上端固定连接；结合图3，所述座椅悬架控制系统包括座椅悬架控制器31、整流器49、用于为车载蓄电池50充电的蓄电池充电电路51和用于为磁流变减振器12内的电磁线圈提供稳定的输入电流的可控恒流源电路46，所述座椅悬架控制器31的输入端接有用于对线圈固定板21的加速度进行实时检测的第一加速度传感器47和用于对座椅本体1的加速度进行实时检测的第二加速度传感器48，所述蓄电池充电电路51接在整流器49与车载蓄电池50之间，所述可控恒流源电路46与车载蓄电池50的输出端和座椅悬架控制器31的输出端连接，所述磁流变减振器12内的电磁线圈与可控恒流源电路46的输出端连接，所述整流器49的输入端与线圈20的输出端以及串联后的第一压电发电片5、第二压电发电片15和压电发电单元17连接。其中，所述第一压电片馈能机构中的多个压电发电单元17工作在D31模式下，所述第二压电片馈能机构中的第一压电发电片5和第二压电发电片均工作在D33模式下。

本发明的复合馈能式磁流变半主动座椅悬架使用时，座椅本体1与座椅固定板2连接。

本实施例中，设置在弹簧固定板26和线圈固定板21之间线圈发电组件的数量为两个，所述压电片上固定板32和压电片固定底板28围成的空间内设置有二十个压电发电单元17；设置在第一滚动槽7内部顶面上的第一压电发电片5与第一滚动槽7内部顶面粘接，设置在第一滚动槽7内部底面上的第一压电发电片5与第一滚动槽7内部底面粘接；设置在第二滚动槽13内部顶面上的第二压电发电片15与第二滚动槽13内部顶面粘接，设置在第二滚动槽13内部底面上的第二压电发电片15与第二滚动槽13内部底面粘接。

本实施例中，所述压电片固定底板28通过螺栓27固定连接在弹簧固定板26顶部，所述压电片固定底板28、压电片下固定板30和压电片上固定板32三者通过两个自攻沉头螺丝29固定连接。通过在压电片固定底板28和压电片上固定板32之间设置压电片下固定板30，再将所述压电发电单元17的简支端夹装在压电片下固定板30和压电片上固定板32之间，能够给所述压电发电单元17留出运动的空间。

本实施例中，所述第一剪叉38和第二剪叉40通过第一剪叉连接销39十字交叉铰接，所述第一剪叉38的下端通过第二剪叉连接销34与第一压电片上固定板吊耳35铰接，所述第一剪叉38的上端通过第一滚轮剪叉连接销6转动连接有第一滚轮4；所述第二剪叉40的上端通过第三剪叉连接销41与第一座椅固定板吊耳44铰接，所述第二剪叉40的下端通过第二滚轮剪叉连接销14转动连接有第二滚轮16；所述磁流变减振器上吊耳10通过第一磁流变减振器连接销9与第一滚动槽吊耳8铰接，所述磁流变减振器下吊耳37通过第二磁流变减振器连接销36与第二压电片上固定板吊耳33铰接；所述第二剪叉40的上端设置有向上弯折的部分且在向上弯折的部分设置有剪叉通孔42，所述座椅弹簧43的另一端通过穿过剪叉通孔42的方式与第二剪叉40的上端固定连接。这样的连接方式，使得第一剪叉38和第二剪叉40分别以下顶板吊耳33和连接销41为固定端，以两个胶轮4和胶轮16为自由端，绕着第一剪叉连接销39转动，第二剪叉40在绕着连接销41转动过程中，能够带动座椅弹簧43伸长或压缩。

本实施例中，所述第一滚轮4和第二滚轮16均为胶轮。

本实施例中，所述座椅固定板2上设置有供第一压电发电片5的导线穿出的第一导线导向槽3，所述压电片上固定板32上设置有供第二压电发电片15的导线穿出的第二导线导向槽19。

本实施例中，如图4所示，所述压电发电单元17包括从上到下依次连接的陶瓷板17-1、铜基板17-2和Pu板17-3。

本发明的复合馈能式磁流变半主动座椅悬架控制方法，包括以下步骤：

步骤Ⅰ、所述第一加速度传感器47对线圈固定板21的加速度进行实时检测，第二加速度传感器48对座椅本体1的加速度进行实时检测；所述座椅悬架控制器31对线圈固定板21的加速度和座椅本体1的加速度进行周期性采样；

步骤Ⅱ、当车辆行驶在不平路面上时，车辆轮胎因受到激励而发生垂直于地面的振动，车辆轮胎的振动经过汽车悬架传递到车身，车身将振动传递到线圈固定板21；一方面，线圈固定板21再将振动往上传递，带动压电片下固定板30振动，线圈20产生的电能通过整流器49整流后，再经过蓄电池充电电路51给车载蓄电池46充电，车载蓄电池46输出电能给可控恒流源电路50；压电发电单元17构成悬臂梁结构，压电发电单元17发生正压电效应，产生电能并通过整流器49整流后，再经过蓄电池充电电路51给车载蓄电池46充电，车载蓄电池46输出电能给可控恒流源电路50；同时，压电片上固定板32发生振动，第二滚轮16在第二滚动槽13中滚动，压电片上固定板32在上下往复运动过程中，第二滚轮16与第二压电发电片15的表面接触挤压，第二压电发电片15表面受到外力的作用，内部产生电极化现象，产生电能，产生的电能通过整流器49整流后，再经过蓄电池充电电路51给车载蓄电池46充电，车载蓄电池46输出电能给可控恒流源电路50；第一剪叉38通过第一滚轮剪叉连接销6将运动传递给第一滚轮4，第一滚轮4在第一滚动槽7内往复滚动的过程中，给予第一压电发电片5垂直方向的力，第一压电发电片5表面受到外力的作用，内部产生电极化现象，产生电能，产生的电能通过整流器49整流后，再经过蓄电池充电电路51给车载蓄电池46充电，车载蓄电池46输出电能给可控恒流源电路50；另一方面，所述座椅悬架控制器31根据模糊PID控制的方法对其采样得到的线圈固定板21的加速度和座椅本体1的加速度进行分析处理，得到磁流变减振器12内的电磁线圈需要的输入电流并控制可控恒流源电路46的输出电流为磁流变减振器12内的电磁线圈需要的输入电流，实时调节磁流变减振器12内的电磁线圈的输入电流，从而实时调节磁流变减振器12内的电磁线圈产生的磁场强度，即实时调节磁流变减振器12产生的阻尼力，减小经过座椅悬架传递到座椅本体1的振动；

步骤Ⅱ中所述座椅悬架控制器31根据模糊PID控制的方法对其采样得到的线圈固定板21的加速度和座椅本体1的加速度进行分析处理，得到磁流变减振器12内的电磁线圈需要的输入电流并控制可控恒流源电路46的输出电流为磁流变减振器12内的电磁线圈需要的输入电流的具体过程为：

步骤一、座椅悬架控制器31根据公式对其第i次采样得到的座椅本体1的加速度和线圈固定板21的加速度作差，得到第i次采样时座椅本体1的加速度与线圈固定板21的加速度的偏差e_i；

步骤二、座椅悬架控制器31根据公式对第i次采样时座椅本体1的加速度与线圈固定板21的加速度的偏差e_i求导，得到第i次采样时座椅本体1的加速度与线圈固定板21的加速度的偏差e_i随时间t的变化率

步骤三、座椅悬架控制器31根据公式E_i＝e_i×K_i对第i次采样时座椅本体1的加速度与线圈固定板21的加速度的偏差e_i进行量化，得到偏差e_i的量化量E_i；其中，K_i为第i次采样时座椅本体1的加速度与线圈固定板21的加速度的偏差e_i的量化因子，K_i的取值方法为：当|e_i|≤0.2时，K_i的值取为30，当0.2≤|e_i|≤0.4时，K_i的值取为15，当|e_i|>0.4时，K_i的值取为10；偏差e_i的量化量E_i的论域为[-0.6,0.6]；

步骤四、座椅悬架控制器31根据公式对第i次采样时座椅本体1的加速度与线圈固定板21的加速度的偏差e_i随时间t的变化率进行量化，得到偏差e_i随时间t的变化率的量化量其中，为第i次采样时座椅本体1的加速度与线圈固定板21的加速度的偏差e_i随时间t的变化率的量化因子，的取值方法为：当时，的值取为0.6，当时，的值取为0.2，当时，的值取为0.1；偏差e_i随时间t的变化率的量化量的论域为[-30,30]；

步骤五、座椅悬架控制器31对偏差e_i的量化量E_i按照四舍五入的方法进行整数化，得到偏差e_i的量化量E_i的整数化结果并将偏差e_i的量化量E_i的整数化结果作为模糊PID控制的第一个输入E_i′；

步骤六、座椅悬架控制器31对偏差e_i随时间t的变化率的量化量按照四舍五入的方法进行整数化，得到偏差e_i随时间t的变化率的量化量的整数化结果作为模糊PID控制的第二个输入

步骤七、座椅悬架控制器31根据模糊PID控制的第一个输入E_i′和模糊控制的第二个输入查询存储在座椅悬架控制器31内部存储器中的由座椅悬架控制器31预先制定好的模糊PID控制查询表，得到第i次采样时模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i、Kd_i，即第i次采样时PID控制部分的比例控制参数Kp_i、积分控制参数Ki_i和微分控制参数Kd_i；

步骤八、座椅悬架控制器31根据公式计算得到励磁线圈19需要的输入电流I(i)，即座椅悬架控制器31控制可控恒流源电路46的输出电流I(i)；其中，k为0～i的自然数，e_i-1为第i-1次采样时座椅本体1的加速度与线圈固定板21的加速度的偏差且为第i-1次采样得到的座椅本体1的加速度，为第i-1次采样得到的线圈固定板21的加速度。

本实施例中，步骤七中所述座椅悬架控制器31预先制定模糊PID控制查询表的过程为：

步骤701、所述第一加速度传感器47对线圈固定板21的加速度进行实时检测，第二加速度传感器48对座椅本体1的加速度进行实时检测；所述座椅悬架控制器31对线圈固定板21的加速度和座椅本体1的加速度进行周期性采样；

步骤702、座椅悬架控制器31根据公式对其第i次采样得到的座椅本体1的加速度和线圈固定板21的加速度作差，得到第i次采样时座椅本体1的加速度与线圈固定板21的加速度的偏差e_i；

步骤703、座椅悬架控制器31根据公式对第i次采样时座椅本体1的加速度与线圈固定板21的加速度的偏差e_i求导，得到第i次采样时座椅本体1的加速度与线圈固定板21的加速度的偏差e_i随时间t的变化率

步骤704、座椅悬架控制器31根据公式E_i＝e_i×K_i对第i次采样时座椅本体1的加速度与线圈固定板21的加速度的偏差e_i进行量化，得到偏差e_i的量化量E_i；其中，K_i为第i次采样时座椅本体1的加速度与线圈固定板21的加速度的偏差e_i的量化因子，K_i的取值方法为：当|e_i|≤0.2时，K_i的值取为30，当0.2≤|e_i|≤0.4时，K_i的值取为15，当|e_i|>0.4时，K_i的值取为10；偏差e_i的量化量E_i的论域为[-0.6,0.6]；

步骤705、座椅悬架控制器31根据公式对第i次采样时座椅本体1的加速度与线圈固定板21的加速度的偏差e_i随时间t的变化率进行量化，得到偏差e_i随时间t的变化率的量化量其中，为第i次采样时座椅本体1的加速度与线圈固定板21的加速度的偏差e_i随时间t的变化率的量化因子，的取值方法为：当时，的值取为0.6，当时，的值取为0.2，当时，的值取为0.1；偏差e_i随时间t的变化率的量化量的论域为[-30,30]；

步骤706、座椅悬架控制器31对偏差e_i的量化量E_i进行模糊化处理，其具体过程如下：

步骤7061、定义偏差e_i的量化量E_i的模糊状态集合为{负大、负中、负小、零、正小、正中、正大}；

步骤7062、座椅悬架控制器31根据偏差e_i的量化量E_i的三角形隶属函数计算得到偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态的隶属度值trimf(E_i,a₁,b₁,c₁)，并根据最大隶属度原则确定偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态，且当偏差e_i的量化量E_i在两种不同的模糊状态下对应的隶属度值相等时，选取小于偏差e_i的量化量E_i的数据对应的模糊状态为偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态；其中，a₁为偏差e_i的量化量E_i的三角形隶属函数对应的三角形底边左顶点的横坐标，b₁为偏差e_i的量化量E_i的三角形隶属函数对应的三角形底边右顶点的横坐标，c₁为偏差e_i的量化量E_i的三角形隶属函数对应的三角形上部顶点的横坐标；当模糊状态为负大时，a₁＝-6，b₁＝-6，c₁＝-4；当模糊状态为负中时，a₁＝-6，b₁＝-4，c₁＝-2；当模糊状态为负小时，a₁＝-4，b₁＝-2，c₁＝0；当模糊状态为零时，a₁＝-2，b₁＝0，c₁＝2；当模糊状态为正小时，a₁＝0，b₁＝2，c₁＝4；当模糊状态为正中时，a₁＝2，b₁＝4，c₁＝6；当模糊状态为正大时，a₁＝4，b₁＝6，c₁＝6；

具体实施时，将正大用字母表示为PB、将正中用字母表示为PM、将正小用字母表示为PS、将正零用字母表示为PZ、将负零用字母表示为NZ、将负小用字母表示为NS、将负中用字母表示为NM、将负大用字母表示为NB，所述偏差e_i的量化量E_i的三角形隶属函数用图形表示为图5的形式；图5的横坐标为偏差e_i的量化量E_i的论域，图5的纵坐标为偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态的隶属度值trimf(E_i,a₁,b₁,c₁)。

步骤707、座椅悬架控制器31对偏差e_i随时间t的变化率的量化量进行模糊化处理，其具体过程如下：

步骤7071、定义偏差e_i随时间t的变化率的量化量的模糊状态集合为{负大、负中、负小、零、正小、正中、正大}；

步骤7072、座椅悬架控制器31根据偏差e_i随时间t的变化率的量化量的三角形隶属函数计算得到偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊状态的隶属度值并根据最大隶属度原则确定偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊状态，且当偏差e_i随时间t的变化率的量化量在两种不同的模糊状态下对应的隶属度值相等时，选取小于偏差e_i随时间t的变化率的量化量的数据对应的模糊状态为偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊状态；其中，a₂为偏差e_i随时间t的变化率的量化量的三角形隶属函数对应的三角形底边左顶点的横坐标，b₂为偏差e_i随时间t的变化率的量化量的三角形隶属函数对应的三角形底边右顶点的横坐标，c₂为偏差e_i随时间t的变化率的量化量的三角形隶属函数对应的三角形上部顶点的横坐标；当模糊状态为负大时，a₂＝-6，b₂＝-6，c₂＝-4；当模糊状态为负中时，a₂＝-6，b₂＝-4，c₂＝-2；当模糊状态为负小时，a₂＝-4，b₂＝-2，c₂＝0；当模糊状态为零时，a₂＝-2，b₂＝0，c₂＝2；当模糊状态为正小时，a₂＝0，b₂＝2，c₂＝4；当模糊状态为正中时，a₂＝2，b₂＝4，c₂＝6；当模糊状态为正大时，a₂＝4，b₂＝6，c₂＝6；

具体实施时，所述偏差e_i随时间t的变化率的量化量的三角形隶属函数用图形表示为图6的形式；图6的横坐标为偏差e_i随时间t的变化率的量化量的论域，图6的纵坐标为偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊状态的隶属度值

步骤708、定义模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i的模糊状态集合均为{零、小、中、大}，制定模糊控制根据偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态和偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊状态得到模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i的模糊状态的模糊控制规则，并根据所述模糊控制规则确定出模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i的模糊状态；

其中，所述模糊控制规则为：

当偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态和偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊输入状态分别为负大和负大、负大和负中、负大和负小、负大和零、负大和正小、负大和正中、负大和正大时，模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i分别为大、零和零，大、零和中，中、中和零，中、中和零，零、中和零，小、小和中，零、零和零；

当偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态和偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊输入状态分别为负中和负大、负中和负中、负中和负小、负中和零、负中和正小、负中和正中、负中和正大时，模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i分别为大、零和零，中、零和零，中、零和小，小、零和中，零、零和中，小、小和小，零、小和零；

当偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态和偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊输入状态分别为负小和负大、负小和负中、负小和负小、负小和零、负小和正小、负小和正中、负小和正大时，模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i分别为大、零和小，中、零和中，小、零和小，零、大和小，小、大和小，小、零和中，零、零和小；

当偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态和偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊输入状态分别为零和负大、零和负中、零和负小、零和零、零和正小、零和正中、零和正大时，模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i分别为大、零和小，小、小和大，零、中和小，零、大和小，小、大和小，中、零和大，中、零和小；

当偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态和偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊输入状态分别为正小和负大、正小和负中、正小和负小、正小和零、正小和正小、正小和正中、正小和正大时，模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i分别为大、零和小，小、小和大，小、中和小，零、中和小，小、中和小，中、零和大，中、零和小；

当偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态和偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊输入状态分别为正中和负大、正中和负中、正中和负小、正中和零、正中和正小、正中和正中、正中和正大时，模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i分别为零、小和小，零、小和大，小、大和小，零、大和零，小、中和小，大、中和大，大、小和小；

当偏差e_i的量化量E_i对应的模糊状态和偏差e_i随时间t的变化率的量化量对应的模糊输入状态分别为正大和负大、正大和负中、正大和负小、正大和零、正大和正小、正大和正中、正大和正大时，模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i分别为零、小和小，零、小和中，小、大和零，小、大和零，中、中和小，大、小和大，大、小和小；

具体实施时，将正大用字母表示为PB、将正中用字母表示为PM、将正小用字母表示为PS、将正零用字母表示为PZ、将负零用字母表示为NZ、将负小用字母表示为NS、将负中用字母表示为NM、将负大用字母表示为NB，将零用数字表示为0、将小用字母表示为S、将中用字母表示为M、将大用字母表示为B，所述模糊控制规则中Kp_i的模块控制规则表如表1所示，所述模糊控制规则中Ki_i的模块控制规则表如表2所示，所述模糊控制规则中Kd_i的模块控制规则表如表3所示。

表1 Kp_i的模块控制规则表

表2 Ki_i的模块控制规则表

表3 Kd_i的模块控制规则表

步骤709、对所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i的模糊状态进行反模糊化处理，其具体过程为：

步骤7091、定义所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i的论域均为{0,1,2,3}；

步骤7092、座椅悬架控制器31根据所述模糊控制部分的输出Kp_i的三角形隶属函数计算得到模糊控制部分的输出Kp_i的各个模糊状态下模糊控制部分的输出Kp_i的论域{0,1,2,3}中每个整数对应的隶属度值trimf(Kp_i,a_p,b_p,c_p)，并将某个模糊状态下模糊控制部分的输出Kp_i的论域{0,1,2,3}中各个整数对应的隶属度值中的最大值所对应的模糊控制部分的输出Kp_i的值确定为所述模糊控制部分的输出Kp_i反模糊化的结果；其中，a_p为模糊控制部分的输出Kp_i的三角形隶属函数对应的三角形底边左顶点的横坐标，b_p为模糊控制部分的输出Kp_i的三角形隶属函数对应的三角形底边右顶点的横坐标，c_p为模糊控制部分的输出Kp_i的三角形隶属函数对应的三角形上部顶点的横坐标；当模糊状态为零时，a_p＝0，b_p＝0.5，c_p＝1；当模糊状态为小时，a_p＝0，b_p＝1，c_p＝2；当模糊状态为中时，a_p＝1，b_p＝2，c_p＝3；当模糊状态为大时，a_p＝2，b_p＝2.5，c_p＝3；

步骤7093、座椅悬架控制器31根据所述模糊控制部分的输出Ki_i的三角形隶属函数计算得到模糊控制部分的输出Ki_i的各个模糊状态下模糊控制部分的输出Ki_i的论域{0,1,2,3}中每个整数对应的隶属度值trimf(Ki_i,a_i,b_i,c_i)，并将某个模糊状态下模糊控制部分的输出Ki_i的论域{0,1,2,3}中各个整数对应的隶属度值中的最大值所对应的模糊控制部分的输出Ki_i的值确定为所述模糊控制部分的输出Ki_i反模糊化的结果；其中，a_i为模糊控制部分的输出Ki_i的三角形隶属函数对应的三角形底边左顶点的横坐标，b_i为模糊控制部分的输出Ki_i的三角形隶属函数对应的三角形底边右顶点的横坐标，c_i为模糊控制部分的输出Ki_i的三角形隶属函数对应的三角形上部顶点的横坐标；当模糊状态为零时，a_i＝0，b_i＝0，c_i＝1；当模糊状态为小时，a_i＝0，b_i＝1，c_i＝2；当模糊状态为中时，a_i＝1，b_i＝2，c_i＝3；当模糊状态为大时，a_i＝2，b_i＝3，c_i＝3；

步骤7094、座椅悬架控制器31根据所述模糊控制部分的输出Kd_i的三角形隶属函数计算得到模糊控制部分的输出Kd_i的各个模糊状态下模糊控制部分的输出Kd_i的论域{0,1,2,3}中每个整数对应的隶属度值trimf(Kd_i,a_d,b_d,c_d)，并将某个模糊状态下模糊控制部分的输出Kd_i的论域{0,1,2,3}中各个整数对应的隶属度值中的最大值所对应的模糊控制部分的输出Ki_i的值确定为所述模糊控制部分的输出Kd_i反模糊化的结果；其中，a_d为模糊控制部分的输出Kd_i的三角形隶属函数对应的三角形底边左顶点的横坐标，b_d为模糊控制部分的输出Kd_i的三角形隶属函数对应的三角形底边右顶点的横坐标，c_d为模糊控制部分的输出Kd_i的三角形隶属函数对应的三角形上部顶点的横坐标；当模糊状态为零时，a_d＝0，b_d＝0.5，c_d＝1；当模糊状态为小时，a_d＝0，b_d＝1，c_d＝2；当模糊状态为中时，a_d＝1，b_d＝2，c_d＝3；当模糊状态为大时，a_d＝2，b_d＝2.5，c_d＝3；

具体实施时，将零用数字表示为0、将小用字母表示为S、将中用字母表示为M、将大用字母表示为B，所述模糊控制部分的输出Kp_i的三角形隶属函数用图形表示为图7的形式，图7的横坐标为模糊控制部分的输出Kp_i的论域，图7的纵坐标为模糊控制部分的输出Kp_i对应的模糊状态的隶属度值trimf(Kp_i,a_p,b_p,c_p)；所述模糊控制部分的输出Ki_i的三角形隶属函数用图形表示为图8的形式，图8的横坐标为模糊控制部分的输出Ki_i的论域，图8的纵坐标为模糊控制部分的输出Ki_i对应的模糊状态的隶属度值trimf(ΔKi_i,a₃,b₃,c₃)；所述模糊控制部分的输出Kd_i的三角形隶属函数用图形表示为图9的形式，图9的横坐标为模糊控制部分的输出Kd_i的论域，图9的纵坐标为模糊控制部分的输出Kd_i对应的模糊状态的隶属度值trimf(Ki_i,a_i,b_i,c_i)。

步骤7010、重复步骤701到步骤709，直到得到偏差e_i的量化量E_i的论域{-6,-5，-4，-3，-2，-1,0，1,2,3,4,5,6}内的13个整数与偏差e_i随时间t的变化率的量化量的论域{-6,-5，-4，-3，-2，-1,0，1,2,3,4,5,6}内的13个整数的169种组合与所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果的一一对应关系；

步骤7011、将偏差e_i的量化量E_i的论域{-6,-5，-4，-3，-2，-1,0，1,2,3,4,5,6}内的13个整数与偏差e_i随时间t的变化率的量化量的论域{-6,-5，-4，-3，-2，-1,0，1,2,3,4,5,6}内的13个整数的169种组合与所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果的一一对应关系制定成模糊控制查询表。

本实施例中，步骤7011中所述模糊控制查询表用语言描述为：

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为-6和-6、-6和-5、-6和-4、-6和-3、-6和-2、-6和-1、-6和0、-6和1、-6和2、-6和3、-6和4、-6和5、-6和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为3、0和1，3、0和1，3、0和1，3、0和1，3、0和1，3、0和1，3、0和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为-5和-6、-5和-5、-5和-4、-5和-3、-5和-2、-5和-1、-5和0、-5和1、-5和2、-5和3、-5和4、-5和5、-5和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为3、0和1，3、0和1，3、0和1，3、0和1，3、0和1，3、0和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，1、0和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为-4和-6、-4和-5、-4和-4、-4和-3、-4和-2、-4和-1、-4和0、-4和1、-4和2、-4和3、-4和4、-4和5、-4和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为3、0和1，3、0和1，3、0和1，3、0和1，3、0和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，1、0和0，1、0和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为-3和-6、-3和-5、-3和-4、-3和-3、-3和-2、-3和-1、-3和0、-3和1、-3和2、-3和3、-3和4、-3和5、-3和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为3、0和1，3、0和1，3、0和1，3、0和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，1、0和0，1、0和0，1、0和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为-2和-6、-2和-5、-2和-4、-2和-3、-2和-2、-2和-1、-2和0、-2和1、-2和2、-2和3、-2和4、-2和5、-2和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为3、0和1，3、0和1，3、0和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，1、0和0，1、0和0，1、0和0，0、3和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为-1和-6、-1和-5、-1和-4、-1和-3、-1和-2、-1和-1、-1和0、-1和1、-1和2、-1和3、-1和4、-1和5、-1和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为3、0和1，3、0和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，1、0和0，1、0和0，1、0和0，0、3和0，0、3和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为0和-6、0和-5、0和-4、0和-3、0和-2、0和-1、0和0、0和1、0和2、0和3、0和4、0和5、0和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为3、0和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，1、1和0，1、0和0，1、0和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为1和-6、1和-5、1和-4、1和-3、1和-2、1和-1、1和0、1和1、1和2、1和3、1和4、1和5、1和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，1、0和0，1、0和0，1、0和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为2和-6、2和-5、2和-4、2和-3、2和-2、2和-1、2和0、2和1、2和2、2和3、2和4、2和5、2和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，1、0和0，1、0和0，1、0和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为3和-6、3和-5、3和-4、3和-3、3和-2、3和-1、3和0、3和1、3和2、3和3、3和4、3和5、3和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为2、1和1，2、1和1，2、1和1，2、1和1，1、0和0，1、0和0，1、0和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为4和-6、4和-5、4和-4、4和-3、4和-2、4和-1、4和0、4和1、4和2、4和3、4和4、4和5、4和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为2、1和1，2、1和1，2、1和1，1、0和0，1、0和0，1、0和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为5和-6、5和-5、5和-4、5和-3、5和-2、5和-1、5和0、5和1、5和2、5和3、5和4、5和5、5和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为2、1和1，2、1和1，1、0和0，1、0和0，1、0和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0；

当偏差e_i的量化量E_i和偏差e_i随时间t的变化率的量化量的值分别为6和-6、6和-5、6和-4、6和-3、6和-2、6和-1、6和0、6和1、6和2、6和3、6和4、6和5、6和6时，所述模糊控制部分的输出Kp_i、Ki_i和Kd_i反模糊化的结果分别为2、1和1，1、0和0，1、0和0，1、0和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0，0、3和0。

具体实施时，步骤7011中所述模糊控制查询表用表格表示为表4：

表4 Kp_i/Ki_i/Kd_i的模糊控制查询表

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。