[发明专利]一种智能车双电机线控转向系统跟踪及同步控制方法

说明书

本发明公开了一种智能车双电机线控转向系统跟踪及同步控制方法，智能车双电机线控转向系统包括转向盘转角传感器、车速传感器、变传动比模块和转向执行模块；转向执行模块中的转向电机A、转向电机B采用转角环、电流环双闭环控制，其中转角环采用二阶自抗扰控制器控制，电流环采用滑模控制器控制，从而加强双电机线控转向系统的跟踪性能；此外，转向电机A和转向电机B之间采用交叉耦合同步控制结构，采集转向电机A和转向电机B的实际转角做差经过同步控制器得到的补偿电流信号给转向电机A和转向电机B的电流环，消除转向电机A和转向电机B之间转角不一致性，从而加强双电机线控转向系统的同步性能。

技术领域

本发明涉及汽车辅助驾驶领域，尤其涉及一种智能车双电机线控转向系统跟踪及同步控制方法。

背景技术

线控转向取消了转向盘和车轮之间的部分机械连接，取而代之的是电子连接，实现了转向系统力传递特性与角传动特性的解耦。然而，传统线控转向系统只有一个转向电机，电子连接系统存在着可靠性和安全性问题，如何增强线控转向系统的可靠性和安全性是线控转向系统研究领域中迫切需要解决的问题。

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。此外，双电机线控转向系统可以减轻单个电机的负载，从而提高转向电机的使用寿命。

然而，双电机线控转向系统存在强耦合、非线性、多变量等特点，由于负载扰动、参数摄动以及模型失配等因素会使得电机出现严重的跟踪以及同步较差的问题，从而影响转向效率、转向电机和转向器的使用寿命。因此需要加强双电机线控转向系统跟踪控制和同步控制。

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，提供一种智能车双电机线控转向系统跟踪及同步控制方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种智能车双电机线控转向系统跟踪及同步控制方法，所述智能车双电机线控转向系统包括转向盘转角传感器、车速传感器、变传动比模块和转向执行模块；

所述转向盘转角传感器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智能车的车速信号，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、车速信号计算出智能车两个转向电机的目标转角，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、传动齿轮A、转向电机B、减速器B、传动齿轮B、齿条、左转向横拉杆和右转向横拉杆，其中，转向电机A通过减速器A和传动齿轮A的转轴相连，转向电机B通过减速器B和传动齿轮B的转轴相连；传动齿轮A、传动齿轮B均和所述齿条啮合；所述齿条左、右两端分别和所述左转向横拉杆、右转向横拉杆固连；所述左转向横拉杆、右转向横拉杆分别和智能车的左转向车轮、右转向车轮对应相连；转向电机A、转向电机B型号相同；

所述智能车双电机线控转向系统跟踪及同步控制方法包含如下步骤：

所述转向电机A、转向电机B采用转角环、电流环双闭环控制，其中，转角环采用二阶自抗扰控制器控制，电流环采用滑模控制器控制，以加强双电机线控转向系统的跟踪性能；

所述转角环二阶自抗扰控制器包含三阶扩张状态观测器和状态误差反馈控制律；

所述转向电机A和转向电机B之间采用交叉耦合同步控制结构，采集转向电机A和转向电机B的实际转角做差经过同步控制器得到的补偿电流信号给转向电机A和转向电机B的电流环，消除转向电机A和转向电机B之间转角不一致性，以加强双电机线控转向系统的同步性能。

作为本发明一种智能车双电机线控转向系统的跟踪及同步控制方法进一步的优化方案，所述转角环二阶自抗扰控制器的三阶扩张状态观测器的建立包括以下步骤：