[发明专利]一种电子机械制动系统的电机控制方法

说明书

技术领域

本发明设计汽车制动技术领域，具体涉及一种电子机械制动系统的电机控制方法。

背景技术

电子机械制动系统的制动力矩通过安装在四个轮胎上的由电机驱动的制动机构产生，与传统的液压制动系统相比，可以简化制动系统的结构、便于布置、装配和维修。而由于制动过程中车况的多变及轮胎的非线性控制，需要对电子机械制动系统的电机提供一种响应速度快，超调量小，可以提高对各种路面的适应能力的控制算法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种电子机械制动系统的电机控制方法，其响应速度快，超调量小，可以提高电子机械制动系统对各种路面的适应能力。

本发明的工作原理如图1，包括如下步骤：

A、数据采集：控制器采集安装在车轮上的轮速传感器的脉冲信号，得到各车轮轮速角速度信号；通过车轮轮速信号，计算车速V，根据公式S＝1-ωr/V(ω代表轮速角速度，V代表车速)，得到整车实际的滑移率S；

B、控制器根据实际滑移率S与最佳期望滑移率S0的误差值E及误差值E求微分后得到误差变化率EC，以误差值E和误差变化率EC作为模糊控制器的输入量，通过模糊控制查表法得到输出量U，所述U为电子机械制动系统中力矩电机电流的变化量，当误差E越大时，输出量U应尽可能快的减少误差E，而当误差E越小时，输出量U的控制由EC主导，EC越大，输出U越小。这种模糊推理控制规则是根据本领域专家的手动控制规则制定的，制定规则的原则是：当误差较大时，控制量应当尽可能快地减少误差，当误差较小时，除了消除误差外，还必须考虑系统的稳定性，以避免不需要的超调和震荡。

C、控制器根据输出量U来增加或减小电机的电流，从而增大或减小制动力矩。

本发明的电子机械制动系统的工作原理如图1。

本发明所建立的模糊控制对输入量E和EC和输出变量的模糊化是这样实现的：通过公式y＝(n-m)*[x-(b-a)/2]/(b-a)，其中[a，b]为控制器输入变量的实际范围，[m，n]为模糊子集论域，将实际输入量E和EC转化到模糊子集论域中的变量Y1和Y2，再通过三角形隶属函数转化成输入变量E和EC的模糊值；模糊控制器的输出量U的隶属函数也采用三角形隶属函数。输入和输出的三角形隶属函数的级数相同并且根据需要定义。通常定义为5级。

本发明对模糊控制推理过程输出的模糊子集的反模糊化可通过重心法进行精确化计算，得到模糊控制器的精确输出量U，模糊控制器的反模糊化计算公式为其中是输出量U的隶属函数值，θ_j为对应的模糊控制器的输出量U的模糊子集论域值。也可通过其他方法反模糊化。

所述电机可选用脉宽调控(PWM)电机。执行调控的电机选用脉宽调控(PWM)电机，本发明的模糊控制的输出量U为百分比，输出量作为脉宽调控电机的脉宽调控占空比(PWM)。

根据本发明提出的一种电子机械制动系统的电机控制方法，关键在于该控制方法采用模糊控制器，以车轮实际滑移率S与系统设定的最佳期望滑移率S0的误差E，以及误差E的变化率EC作为模糊控制器的双输入，通过模糊控制查表法得到控制输出，输出量为电机电流的变化量U。

使用本发明，可以利用模糊控制系统不需要控制对象的精确数学模型，响应速度快，超调量小的特性，改善电子机械制动系统的响应特性，提高对各种路面的适应能力。

附图说明

图1为本发明的电子机械制动系统的工作原理图；

图2为本发明的模糊控制的控制模型；

图3为本发明的模糊控制输入和输出函数图；

图4为本发明的模糊推理过程的手动控制规则。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。

电子机械式制动系统的主要控制目标是要在整个制动过程中让实际滑移率S始终跟踪期望滑移率S0，以产生最大的路面附着系统，从而在各种不同路面情况下均能得到较好的制动性能。

本实施例的模糊控制的数学控制模型如图2。本实施例以公式S＝1-ωr/V(ω代表轮速角速度，V代表车速)通过除法器和加减器得到实际滑移率S，通过加减器与期望滑移率S0相减得到误差值E，E通过微分得到误差变化率EC，E和EC作为模糊控制器的控制表(2-D)的两个输入，通过查表得到输出U，本例的输出U为脉宽调控(PWM)电机的脉宽调控占空比(PWM)。

模糊控制器的工作原理如下：

1、选择系统的输入量、输出量；

2、将输入变量的精确值变为模糊量；