天棚控制算法是一種用於車輛懸架系統的控制策略,旨在有效減輕路面顛簸對車身的影響。該算法的思想最早由Karnopp在1974年提出,其基本原理是構想一個減振器,一端連線天空(即假設一個理想的固定點),另一端連線車身。減振器的阻尼力方向與車身運動方向相反,以保持車身水平位置不動,從而減少路面顛簸對車身的影響。然而,這種理想化的構想在現實中無法實現,因為減振器實際上安裝在車輪與車身之間。
儘管如此,基於天棚控制算法的思想,學者們提出了多種控制算法,其中最經典的是兩狀態Sky-hook Control算法。該算法根據車身位移速度與減振器壓縮速度的關係來調整阻尼係數,以達到最佳的減振效果。具體來說:
如果車身位移速度方向與減振器壓縮速度方向相反,即車身向下運動而減振器向上壓縮,此時取最小阻尼係數,以減少車身的振動。
如果車身位移速度方向與減振器壓縮速度方向相同,即車身向上運動而減振器也向上壓縮,此時取最大阻尼係數,以抑制車身的過度運動。
此外,還有連續天棚Skyhook Linear Approximation Damper Control算法,以及考慮了車身加速度的Sky hook --ADD算法等變體,這些算法都是基於天棚控制算法的基本原理進行改進和擴展的。這些算法的套用可以有效提高車輛的乘坐舒適性和行駛平穩性。