[发明专利]一种混合动力汽车用BSG自适应容错控制器的构造方法

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力汽车用BSG自适应容错控制器的构造方法，适用于混合动力汽车用BSG的高可靠性、高性能控制，属于混合动力技术领域。

背景技术

汽车工业的飞速发展使人类面临着能源枯竭和环境污染的双重危机，因此节能和减排自然而然地成为了汽车工业能够实现可持续发展的主旋律。相对于纯电动汽车，混合动力汽车的技术更加成熟，其在节能和排放方面的优越性正逐步体现出来，受到了世界各大汽车品牌公司的亲睐。随着国内外大中城市汽车保有量的不断增加，红灯、以及堵车所导致的车辆长时间怠速运行，使车辆对燃油的消耗增大，以及对环境的污染越来越严重，而带式驱动启动发电机（以下简称为BSG）混合动力技术的出现为这个社会各界关注的焦点问题提供了一个很好的解决方案。

BSG技术是一种具有怠速停机和启动功能的混合动力技术，采用皮带传动的方式进行动力混合。发动机与电机和变速箱相并联，当车辆在红灯或堵车时，发动机停止工作，当车辆识别到驾驶员有起步意向时，车辆通过BSG系统快速启动发动机，从而消除发动机在怠速工作时的油耗、排放以及噪声。随着BSG混合动力技术的应用越来越广泛，其安全性和可靠性问题也日益受到了广泛关注，因此研究并提高混合动力汽车用BSG的可靠性，以及研究其容错控制技术，具有十分重要的意义。

目前混合动力汽车用BSG的控制策略主要以矢量控制加常线性PID调节器为主，该控制器具有成本低、结构简单、容易实现等优点，可以满足混合动力汽车用BSG系统的一般运行要求，但是由于该控制器的控制参数固定，系统的动态性能不是十分理想，很难满足混合动力汽车用BSG启动速度慢、超调大的特点，而且该控制器不具备容错运行能力，因此有必要研究混合动力汽车用BSG的自适应容错控制器。

发明内容

本发明的目的是为了克服混合动力汽车用BSG现有控制器的不足，并能有效实现混合动力汽车用BSG在正常与带故障运行状态下的高性能控制，提出一种基于双最小二乘支持向量机逆模型的混合动力汽车用BSG自适应容错控制器的构造方法。

本发明的技术方案是：

一种混合动力汽车用BSG自适应容错控制器的构造方法，具体包括如下步骤：

（1）将Park逆变换器、SVPWM逆变器以及混合动力汽车用BSG作为一个整体构成复合被控对象；

（2）采用最小二乘支持向量机和2个积分器                                               构造复合被控对象的正常最小二乘支持向量机逆模型，采用最小二乘支持向量机和2个积分器构造复合被控对象的故障最小二乘支持向量机逆模型；将正常最小二乘支持向量机逆模型和故障最小二乘支持向量机逆模型一起构成最小二乘支持向量机逆模型库；

（3）选择最小二乘支持向量机逆模型库中的最小二乘支持向量机逆模型作为复合被控对象的最小二乘支持向量机逆模型，采用最小二乘算法调整并确定对应的最小二乘支持向量机的向量系数和阈值使最小二乘支持向量机逆模型库实现复合被控对象的逆系统功能，将最小二乘支持向量机逆模型库串联于复合被控对象之前组成伪线性系统，伪线性系统被线性化为1个二阶积分型转速线性子系统；

（4）针对线性化的二阶积分型转速线性子系统，设计自适应闭环控制器，自适应闭环控制器由模糊推理系统与PID调节器组成；

（5）将自适应闭环控制器与最小二乘支持向量机逆模型库共同构成最小二乘支持向量机逆自适应容错控制器，对复合被控对象进行容错控制。

进一步，步骤（4）中设计自适应闭环控制器时，选取混合动力汽车用BSG的速度偏差e和速度偏差变化率ec为模糊推理系统的输入量，输出量为PID调节器的比例调节系数K_p、积分调节系数K_i、以及微分调节系数K_d。

进一步，步骤（3）中选择最小二乘支持向量机逆模型库中最小二乘支持向量机逆模型的方法为：由故障检测切换单元检测复合被控对象的运行状态；当复合被控对象正常运行时，故障检测切换单元选择最小二乘支持向量机逆模型库中的正常最小二乘支持向量机逆模型作为复合被控对象的逆模型；当复合被控对象带故障运行时，故障检测切换单元选择最小二乘支持向量机逆模型库中的故障最小二乘支持向量机逆模型作为复合被控对象的逆模型。