[发明专利]一种双电机智能线控转向系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种双电机智能线控转向系统及其控制方法，双电机智能线控转向系统包括转向盘模块、车速传感器、变传动比模块和转向执行模块。本发明在控制方法中分别设计了基于平均偏差耦合控制的角度同步控制器和超螺旋二阶滑模角度跟踪控制器，有效提升了双电机线控转向系统的安全性、跟踪性和同步性。

技术领域

本发明涉及线控转向系统，尤其涉及一种双电机智能线控转向系统及其控制方法。

背景技术

转向系统是车辆最关键的子系统之一，主要负责控制车辆前进的方向。线控转向取消了转向盘和车轮之间的部分机械连接，能够自由设计转向盘和车轮之间的角传动比。与传统机械转向相比，线控转向能完美实现车辆的低速灵活性和高速稳定性。但是目前车辆的线控转向系统一般只有一个转向电机，一旦转向电机出现故障将导致车辆失去转向能力，从而导致严重的后果。

采用两个转向电机的双电机线控转向系统可以从硬件上提高转向系统的可靠性和安全性，一旦其中一个电机发生故障，另外一个电机也可以正常完成转向指令。但是双电机线控转向系统存在强耦合、非线性、多变量等特点，系统存在严重的跟踪以及同步问题。

对于双电机的同步控制主要采用主从控制、平行控制、交叉耦合控制等。平行控制中任何一台电机的干扰都不会影响到另外一台电机，其同步性较差。主从控制中主电机上的干扰会传到从电机上，反之不行，因此其同步性也较差。交叉耦合控制属于耦合控制，其同步性有所提升，但是系统中某一台电机受到扰动后，对另外一台电机的影响较大。

对于电机的跟踪控制主要采用PI控制、神经网络控制、滑模控制等。PI控制鲁棒性差，不适合高精度控制。神经网络控制计算复杂实用性也较差。而普通滑模控制虽然具有响应快和鲁棒性好等优点，但是存在抖振问题，使得控制效果达不到理想效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种双电机智能线控转向系统及其控制方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种双电机智能线控转向系统，包括转向盘模块、车速传感器、变传动比模块和转向执行模块；

所述转向盘模块包括转向盘、转向柱、转向盘转角传感器、路感电机和路感电机减速器；

所述转向柱上端和转向盘固连；

所述路感电机的输出轴通过路感电机减速器和转向柱下端相连，用于经转向柱向转向盘传递路感；

所述转向盘转角传感器设置在转向柱上，用于获得转向盘转角信号，并将其传递给所述变传动比模块；

所述车速传感器用于获取车辆的车速信号，并将其传递给所述变传动比模块；

所述变传动比模块用于根据获得的转向盘转角信号、车速信号计算出转向电机参考角度信号，并将其传递给转向执行模块；

所述转向执行模块包括转向电机A、减速器A、角度传感器A、电流传感器A、小齿轮A、角度控制器A、电流控制器A、转向电机B、减速器B、角度传感器B、电流传感器B、小齿轮B、角度控制器B、电流控制器B、齿条和转向横拉杆；

所述转向电机A通过减速器A和小齿轮A的转轴相连，转向电机B通过减速器B和小齿轮B的转轴相连，转向电机A、转向电机B型号相同，小齿轮A、小齿轮B的型号相同，减速器A、减速器B的型号相同；

所述角度传感器A、电流传感器A均设置在转向电机A中，分别用于获取转向电机A的角度信号、电流信号；

所述角度传感器B、电流传感器B均设置在转向电机B中，分别用于获取转向电机B的角度信号、电流信号；

所述角度控制器A用于控制转向电机A的角度，所述电流控制器A用于控制转向电机A的电流；