[發(fā)明專利]一種混合動力汽車用BSG自適應容錯控制器的構造方法

有效

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• 申請日: 2013-06-13
• 公開（公告）號: CN103312254A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設計）人: 陳龍;孫曉東;江浩斌;徐興;汪若塵;李可
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發(fā)明涉及混合動力汽車用BSG自適應容錯控制器的構造方法，適用于混合動力汽車用BSG的高可靠性、高性能控制，屬于混合動力技術領域。

背景技術

汽車工業(yè)的飛速發(fā)展使人類面臨著能源枯竭和環(huán)境污染的雙重危機，因此節(jié)能和減排自然而然地成為了汽車工業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的主旋律。相對于純電動汽車，混合動力汽車的技術更加成熟，其在節(jié)能和排放方面的優(yōu)越性正逐步體現(xiàn)出來，受到了世界各大汽車品牌公司的親睞。隨著國內(nèi)外大中城市汽車保有量的不斷增加，紅燈、以及堵車所導致的車輛長時間怠速運行，使車輛對燃油的消耗增大，以及對環(huán)境的污染越來越嚴重，而帶式驅(qū)動啟動發(fā)電機（以下簡稱為BSG）混合動力技術的出現(xiàn)為這個社會各界關注的焦點問題提供了一個很好的解決方案。

BSG技術是一種具有怠速停機和啟動功能的混合動力技術，采用皮帶傳動的方式進行動力混合。發(fā)動機與電機和變速箱相并聯(lián)，當車輛在紅燈或堵車時，發(fā)動機停止工作，當車輛識別到駕駛員有起步意向時，車輛通過BSG系統(tǒng)快速啟動發(fā)動機，從而消除發(fā)動機在怠速工作時的油耗、排放以及噪聲。隨著BSG混合動力技術的應用越來越廣泛，其安全性和可靠性問題也日益受到了廣泛關注，因此研究并提高混合動力汽車用BSG的可靠性，以及研究其容錯控制技術，具有十分重要的意義。

目前混合動力汽車用BSG的控制策略主要以矢量控制加常線性PID調(diào)節(jié)器為主，該控制器具有成本低、結(jié)構簡單、容易實現(xiàn)等優(yōu)點，可以滿足混合動力汽車用BSG系統(tǒng)的一般運行要求，但是由于該控制器的控制參數(shù)固定，系統(tǒng)的動態(tài)性能不是十分理想，很難滿足混合動力汽車用BSG啟動速度慢、超調(diào)大的特點，而且該控制器不具備容錯運行能力，因此有必要研究混合動力汽車用BSG的自適應容錯控制器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服混合動力汽車用BSG現(xiàn)有控制器的不足，并能有效實現(xiàn)混合動力汽車用BSG在正常與帶故障運行狀態(tài)下的高性能控制，提出一種基于雙最小二乘支持向量機逆模型的混合動力汽車用BSG自適應容錯控制器的構造方法。

本發(fā)明的技術方案是：

一種混合動力汽車用BSG自適應容錯控制器的構造方法，具體包括如下步驟：

（1）將Park逆變換器、SVPWM逆變器以及混合動力汽車用BSG作為一個整體構成復合被控對象；

（2）采用最小二乘支持向量機和2個積分器???????????????????????????????????????????????構造復合被控對象的正常最小二乘支持向量機逆模型，采用最小二乘支持向量機和2個積分器構造復合被控對象的故障最小二乘支持向量機逆模型；將正常最小二乘支持向量機逆模型和故障最小二乘支持向量機逆模型一起構成最小二乘支持向量機逆模型庫；

（3）選擇最小二乘支持向量機逆模型庫中的最小二乘支持向量機逆模型作為復合被控對象的最小二乘支持向量機逆模型，采用最小二乘算法調(diào)整并確定對應的最小二乘支持向量機的向量系數(shù)和閾值使最小二乘支持向量機逆模型庫實現(xiàn)復合被控對象的逆系統(tǒng)功能，將最小二乘支持向量機逆模型庫串聯(lián)于復合被控對象之前組成偽線性系統(tǒng)，偽線性系統(tǒng)被線性化為1個二階積分型轉(zhuǎn)速線性子系統(tǒng)；

（4）針對線性化的二階積分型轉(zhuǎn)速線性子系統(tǒng)，設計自適應閉環(huán)控制器，自適應閉環(huán)控制器由模糊推理系統(tǒng)與PID調(diào)節(jié)器組成；

（5）將自適應閉環(huán)控制器與最小二乘支持向量機逆模型庫共同構成最小二乘支持向量機逆自適應容錯控制器，對復合被控對象進行容錯控制。

進一步，步驟（4）中設計自適應閉環(huán)控制器時，選取混合動力汽車用BSG的速度偏差e和速度偏差變化率ec為模糊推理系統(tǒng)的輸入量，輸出量為PID調(diào)節(jié)器的比例調(diào)節(jié)系數(shù)K_p、積分調(diào)節(jié)系數(shù)K_i、以及微分調(diào)節(jié)系數(shù)K_d。

進一步，步驟（3）中選擇最小二乘支持向量機逆模型庫中最小二乘支持向量機逆模型的方法為：由故障檢測切換單元檢測復合被控對象的運行狀態(tài)；當復合被控對象正常運行時，故障檢測切換單元選擇最小二乘支持向量機逆模型庫中的正常最小二乘支持向量機逆模型作為復合被控對象的逆模型；當復合被控對象帶故障運行時，故障檢測切換單元選擇最小二乘支持向量機逆模型庫中的故障最小二乘支持向量機逆模型作為復合被控對象的逆模型。