[发明专利]汽车电动助力转向系统的预测控制方法

摘要

本发明公开一种汽车电动助力转向系统的预测控制方法，其通过电枢电流预测控制和转向杆位移预测控制两个闭环控制实现；电枢电流环负责电枢电流跟随助力特性曲线期望的参考电流，以实现对助力力矩的精确控制；转向杆位移环负责实际的转向杆位移跟随期望的转向杆位移，以实现对车轮转向角的精确控制。

主权项

一种汽车电动助力转向系统的预测控制方法，其特征是，通过电枢电流预测控制和转向杆位移预测控制两个闭环控制实现；电枢电流环负责电枢电流跟随助力特性曲线期望的参考电流，以实现对助力力矩的精确控制；转向杆位移环负责实际的转向杆位移跟随期望的转向杆位移，以实现对车轮转向角的精确控制，即具体包括步骤如下：步骤1、采集整车车速V、驾驶员输入力矩Td、方向盘转角θs、助力电机电枢电流Ia以及转向杆位移Xr；步骤2、根据采集到的整车车速V和驾驶员输入力矩Td，通过查找模糊助力特性曲线得到助力电机目标电枢电流Im；根据采集到驾驶员输入力矩Td和方向盘转角θs，通过转向杆位移估计公式得到理想的转向杆位移Xrm；步骤3、用电流传感器采集助力电机的实际电枢电流Ia，结合步骤2得到的助力电机目标电枢电流Im，通过参考轨迹设定算法设定理想的助力电流参考轨迹序列用转向杆位移传感器采集转向杆的位移量Xr，结合步骤2得到的理想的转向杆位移Xrm，通过参考轨迹设定算法设定理想的转向杆位移的参考轨迹序列步骤4、确定CARIMA模型，并根据确定的电动助力转向系统的CARIMA模型得到未来的控制序列和未来电动助力转向系统电枢电流输出序列与未来转向杆位移输出序列的关系；步骤5、采用最小方差最优化法对理想的助力电流参考轨迹序列与未来电动助力转向系统电枢电流输出序列进行电流预测滚动优化，同时采用最小方差最优化法对理想的转向杆位移的参考轨迹序列与未来电动助力转向系统转向杆位移输出序列进行转向杆位移预测滚动优化，使得系统的未来输出序列与理想的参考轨迹序列趋近，使得未来的控制序列最优化；步骤6、将最优的未来的控制序列的第一项，即当前时刻最优的控制量施加到实际的被控对象电动助力转向系统助力电动机上，驱动助力电动机为驾驶员转向提供助力。