[发明专利]一种基于神经网络的纯电动汽车四轮转速独立控制方法

说明书

本发明涉及一种应用Hopfield神经网络建立纯电动汽车四车轮转速独立控制的理论方法，大致包括以下几个步骤：①基于Hopfield网络理论，建立一种4个输入4个输出的Hopfield网；②收集驾驶员的驾驶意图:油门开度、刹车脚踏板开度、档位、方向盘转角和四个车轮转速，建立驾驶数据库；③设置合理的性能函数和误差阈值，利用收集来的驾驶数据80%部分训练Hopfield网获取合适的网络权值和偏置；④重新利用剩下的驾驶数据检验Hopfield网，微调Hopfield网后获得实际可行的能够控制纯电动四轮驱动汽车四轮转速的控制网络。

技术领域

本发明涉及一种纯电动汽车四轮转速独立控制的方法，尤其是一种基于Hopfield神经网络建立的纯电动汽车四轮转速独立控制的方法，属于汽车技术 领域。

背景技术

近年来,随着电动汽车的兴起,由于其零排放或近零排放，随着环保和能 源问题日益受到关注，电动汽车的研究开发被看作是解决能源环境问题的一种 有效手段。而在电动汽车诸多电力驱动系统中，轮毂电机驱动作为一种新兴的 电动汽车驱动形式，正日益成为电动汽车领域的研究重点和热点。轮毂电机直 接安装于车轮轮毂中，其驱动系统的布置非常灵活,可以根据车辆的驱动方式分 别布置在电动汽车的两前轮、两后轮或四个车轮的轮毂中，使电动汽车成为2 个前轮驱动、2个后轮驱动或4轮驱动的方式。与内燃机汽车和单电机集中驱动 电动汽车相比,轮毂电机更具有前景。

在采用轮毂电机驱动系统的4轮电动汽车上,若进一步导入线控四轮转向 技术(4WS),没有了传统内燃机汽车笨重的机械传动系统，且其体积小、比功率 大，具有很高的传动效率，可大大简化整车机构和降低整车重量及重心，从而 减少电动汽车电池消耗和提高电动车稳定性。轮毂电机驱动形式被业界称为电 动车辆终极驱动形式。

现有的控制四车轮协调运作的方法主要有电子差速和力矩控制，未使用过 神经网络控制方法，在未来汽车智能化的不断发展下，使用神经网络控制方法 控制汽车行驶是一条非常有前景的方法。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的缺陷，提出一种基于神经网络的 纯电动汽车四轮转速独立控制方法，根据驾驶员的行为，利用神经网络控制方 法，根据汽车四个车轮的实际转速，给每个车轮分配合理的加速度，使四个车 轮能够协调运作。

为了达到以上目的，本发明提供了一种基于神经网络的纯电动汽车四轮转 速独立控制方法，利用Hopfield神经网络分析驾驶员同一时间所有驾驶行为， 并以此为依据合理分配四轮车速，驱动车辆平稳行驶；

包括以下步骤：

步骤1)、针对各种驾驶环境下，驾驶员同一时间内的驾驶行为，采集车辆 的驾驶数据，建立车况信息数据库，并由此获取样本；

步骤2)、由步骤1中的样本数据中提取车辆状态特征及驾驶行为特征，根 据样本特征确定Hopfield神经网络的输入量与输出量，搭建Hopfield神经网 络模型：包括构造神经网络的目标函数、能量函数及动态方程，各神经元之间 的权值w_ij和偏置输入b_i；

步骤3)、将步骤2中的特征向量作为训练集数据输入至Hopfield神经网 络模型中进行解析训练，优化Hopfield神经网络模型以完成Hopfield神经网 络调速控制器；

步骤4)、将获取的实时数据输入进已训练好的Hopfield神经网络调速控 制器中，匹配生成驱动车辆平稳行驶的所需车辆数据。

进一步，所述步骤1)中，驾驶数据包括由油门踏板开度、制动踏板开度、 档位、方向盘转角组成的驾驶员控制意图数据及四个车轮的转速；并对收集的 数据进行处理，将油门踏板开度、制动踏板开度、档位及方向盘转角的数据处 理成4×1列向量pq，并归一化；将四个车轮的转速处理成4×1的列向量tq， 并归一化。