[发明专利]一种混合动力汽车纯电起步抖动抑制系统、方法

权利要求书

1.一种混合动力汽车纯电起步抖动抑制系统，其特征在于，该系统包括：

前馈控制器：用于输入整车控制器根据驾驶员意图和驾驶工况输出的参考转矩T_ref，并输出电机期望转矩T_FF；

观测器：用于获取等效传递转矩的估计值

反馈控制器：用于输入等效传递转矩的估计值并输出补偿转矩T_FB；

加法器：将前馈控制器输出的电机期望转矩T_FF与反馈控制器输出的补偿转矩T_FB相加得到闭环控制系统的电机转矩T_m，并将电机转矩T_m输入至电机控制器控制电机运行；

所述的观测器为鲁棒滑模观测器；

构造鲁棒滑模观测器的设计方式为：

设混合动力系统的标称状态空间模型为：

其中，u为系统输入，u＝T_m，X为状态变量，Y为系统输出，A、B、C、D为参数矩阵；

设计正参数h使其大于传动系统间隙带来的系统扰动d的上界；

使用极点配置法设计对称正定矩阵L，使得A₀＝A-LC有稳定特征值；

设计矩阵F，使得对于正定对称矩阵P、Q有：

根据设计的h、L、F构造鲁棒滑模观测器，表示为：

其中，为系统状态的估计值，为系统输出的估计值，y＝[ω_m ω_w]为系统输出，分别为电机角位移、车轮角位移、电机角速度和车轮角速度的估计值，θ_m、θ_w、ω_m、ω_w分别为电机角位移、车轮角位移、电机角速度和车轮角速度，C₁为等效传递转矩的输出矩阵，D₁＝[1 0]，|| ||表示矩阵范数；

所述的反馈控制器通过H∞回路成型方法设计得到；

设计的反馈控制器使得等效传递转矩T_trans对电机转矩参考信号T_m的闭环传递函数G_d在系统固有频率处有-20dB以下的增益；

反馈控制器K的设计目标具体如下：

其中，σ()为矩阵奇异值下界，γ为拟合精度，ω₀为传递函数G_d的0dB穿越频率，ω为圆频率。

2.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车纯电起步抖动抑制系统，其特征在于，所述的前馈控制器的传递函数表示为：

G_FF＝G_e/G

G_FF为前馈控制器的传递函数，G为等效传递转矩T_trans对电机转矩参考信号T_m的开环传递函数G，G_e为期望的开环传递函数。

3.根据权利要求2所述的一种混合动力汽车纯电起步抖动抑制系统，其特征在于，前馈控制器的设计方式为：

首先，设计期望的开环传递函数G_e，使传递函数G_e的固有频率和传递函数G相同，然后，调整期望的开环传递函数G_e的阻尼比ξ_e，最后，获取前馈控制器的传递函数G_FF＝G_e/G。

4.根据权利要求3所述的一种混合动力汽车纯电起步抖动抑制系统，其特征在于，期望的开环传递函数G_e的阻尼比ξ_e取值为：0.8≤ξ_e≤1。

5.一种混合动力汽车纯电起步抖动抑制方法，其特征在于，该方法基于权利要求1～4任意一项所述的混合动力汽车纯电起步抖动抑制系统进行混合动力汽车纯电起步抖动抑制，包括如下步骤：

将整车控制器根据驾驶员意图和驾驶工况输出的参考转矩T_ref输入至前馈控制器，前馈控制器输出电机期望转矩T_FF；

采用观测器获取等效传递转矩的估计值

将观测器输出的等效传递转矩的估计值输入至反馈控制器，反馈控制器输出补偿转矩T_FB；

将前馈控制器输出的电机期望转矩T_FF与反馈控制器输出的补偿转矩T_FB相加得到闭环控制系统的电机转矩T_m，根据电机转矩T_m控制电机运行。