[发明专利]一种汽车EPS转向系统多模型转角控制器的构造方法有效
申请号: | 201911346560.1 | 申请日: | 2019-12-24 |
公开(公告)号: | CN111055920B | 公开(公告)日: | 2021-07-20 |
发明(设计)人: | 孙晓东;曹俊豪;陈龙;田翔;杨泽斌;李可 | 申请(专利权)人: | 江苏大学 |
主分类号: | B62D5/04 | 分类号: | B62D5/04;B62D15/02 |
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地址: | 212013 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 汽车 eps 转向 系统 模型 转角 控制器 构造 方法 | ||
本发明公开汽车驱动控制领域中的一种汽车EPS转向系统多模型转角控制器的构造方法,利用模糊均值聚类算法聚类分析EPS转向系统的n组参考电流和转角数据点得到p个集合,采用随机逼近法识别出p个局部线性模型,计算出间隙度量,得到p阶间隙度量矩阵,对间隙度量矩阵层次聚类分析得到M个局部线性模型集,从每个模型集中选择一个模型得到M个局部线性模型,设计对应的M个局部控制器;每个局部控制器输出各自的局部电流,M个局部电流和局部电流权值作为电流混合策略模块的输入,助力电流计算模块输出参考电流;本发明通过构造局部控制器,用一组简单的线性系统替代非线性EPS转向系统来创建多模型转角控制器,提高EPS转向系统的控制性能和抗干扰性能。
技术领域
本发明属于汽车驱动控制领域,特别涉及一种汽车EPS转向系统的转角控制器的构造方法,适用于汽车EPS转向系统的高性能控制。
背景技术
随着汽车技术尤其是电子和控制技术的不断革新,汽车转向助力系统从传统的纯机械式转向系统逐渐发展及完善成液压助力转向系统,再出现后来的新型电控液压助力转向系统,而现如今使用最多的是电动助力转向系统。电动助力转向系统采用的是助力电机提供转向助力,其助力的大小由电控系统直接进行控制。这种用电机控制助力的方法与液压助力转系统相比,电动助力转向系统可以节约能源且十分环保。
EPS是在HPS与EHPS基础上发展起来的,它主要包括了转矩传感器、助力电机、减速机构以及电机电子控制单元。它取消了液压系统,减少了污染,独立于发动机工作,降低了能量消耗,占用空间小,零件数量大大少于HPS和EHPS,减轻了质量也节省了装配时间。EPS系统只采用机械连接和电信号控制,效率较高,有利于底盘集成控制;EPS采用车速感应型助力特性,这种方法可有效地解决传统转向系统的“轻”与“灵”的矛盾,提高了行驶安全性和驾驶舒适性。
EPS系统作为力矩伺服系统,需要快速准确地响应电机助力矩,同时对力矩的脉动非常敏感,目前采用工业上常规的矢量控制方法,采用闭环的PI控制器,利用EPS转向系统反馈的角度调节输入的参考电流。鉴于汽车行驶工况的复杂性会造成EPS转向系统的参数时变以及随机扰动,这种控制方法难以实现EPS转向系统高性能控制。因此,为了解决EPS转向系统常规控制方法欠佳的问题,同时满足EPS转向系统控制性能的各项指标,更好地提升EPS转向系统控制精度以及抗干扰性能,从而降低能量损耗,需要采用新的控制策略。
发明内容
本发明时针对EPS转向系统非线性多耦合的电气特性造成常规控制方法控制策略效率低的缺点,提出了一种考虑到EPS转向系统机械参数时变以及随机扰动等问题的多模型控制器的构造方法,提高了EPS转向系统控制性能,从而降低能量损耗,提高控制效率。
本发明一种汽车EPS转向系统多模型转角控制器的构造方法的技术方案是采用如下步骤:步骤一:构造以参考电流为输入,以转角θ为输出的EPS转向系统;
步骤二:先采集所述的EPS转向系统的n组参考电流和转角θ(k)数据点,k=2,3…n+1,k为离散样本时间指数;利用模糊均值聚类算法对参考电流和转角θ(k)数据点进行聚类分析,得到p个集合Xj,j=1,2,…,p,j是集合编号;再对p个集合Xj中的参考电流和转角θ(k)数据点采用随机逼近法识别出p个局部线性模型Pi,i=1,2,…,p;计算出各个局部线性模型Pi之间的间隙度量δij,两个局部线性模型的相似性通过间隙度量δij表示,得到p阶间隙度量矩阵G;
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