[發(fā)明專利]汽車ASS和EPS集成系統(tǒng)神經網絡逆控制器及構造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410244188.4
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN104049535A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 陳龍;孫曉東;黃晨;江浩斌;汪少華;殷春芳;李可
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種汽車ASS和EPS集成系統(tǒng)神經網絡逆控制器，其特征在于：包括神經網絡逆(4)和線性閉環(huán)調節(jié)器(6)，將神經網絡逆(4)和線性閉環(huán)調節(jié)器(6)相串聯(lián)構成汽車主動懸架系統(tǒng)ASS(1)和電動助力轉向系統(tǒng)EPS(2)集成系統(tǒng)神經網絡逆控制器(7)，其中神經網絡逆(4)采用靜態(tài)神經網絡(41)加5個積分器組成，線性閉環(huán)調節(jié)器(6)包括垂直加速度調節(jié)器(61)、側傾角調節(jié)器(62)、懸架動擾度調節(jié)器(63)、整車橫擺角速度調節(jié)器(64)和質心偏置角調節(jié)器(65)，線性閉環(huán)調節(jié)器(6)用于對偽線性系統(tǒng)(5)進行閉環(huán)控制；偽線性系統(tǒng)(5)由垂直加速度子系統(tǒng)(51)、側傾角子系統(tǒng)(52)、懸架動擾度子系統(tǒng)(53)、整車橫擺角速度子系統(tǒng)(54)和質心偏置角子系統(tǒng)(55)組成，神經網絡逆(4)與整車非線性系統(tǒng)(3)共同復合構成等效的偽線性系統(tǒng)(5)；

所述整車非線性系統(tǒng)(3)由主動懸架系統(tǒng)ASS(1)與電動助力轉向系統(tǒng)EPS(2)作為一個整體構成，所述的靜態(tài)神經網絡(41)具有10個輸入節(jié)點和5個輸出節(jié)點，其中靜態(tài)神經網絡(41)的第一個輸入為神經網絡逆(4)的第一個輸入，神經網絡逆(4)的第一個輸入經過第一個積分器和靜態(tài)神經網絡(41)的第二個輸入相連接，靜態(tài)神經網絡(41)的第三個輸入為神經網絡逆(4)的第二個輸入，神經網絡逆(4)的第二個輸入經過第二個積分器和靜態(tài)神經網絡(41)的第四個輸入相連接，靜態(tài)神經網絡(41)的第五個輸入為神經網絡逆(4)的第三個輸入，神經網絡逆(4)的第三個輸入經過第三個積分器和靜態(tài)神經網絡(41)的第六個輸入相連接，靜態(tài)神經網絡(41)的第七個輸入為神經網絡逆(4)的第四個輸入，神經網絡逆(4)的第四個輸入經過第四個積分器和靜態(tài)神經網絡(41)的第八個輸入相連接，靜態(tài)神經網絡(41)的第九個輸入為神經網絡逆(4)的第五個輸入，神經網絡逆(4)的第五個輸入經過第五個積分器和靜態(tài)神經網絡(41)的第十個輸入相連接，靜態(tài)神經網絡(41)的輸出就是神經網絡逆(4)的輸出。

2.一種汽車ASS和EPS集成系統(tǒng)神經網絡逆控制器的構造方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將主動懸架系統(tǒng)ASS(1)與電動助力轉向系統(tǒng)EPS(2)作為一個整體組成整車非線性系統(tǒng)(3)，整車非線性系統(tǒng)(3)以主動懸架力F₁、F₂、F₃、F₄和電動助力轉矩T_m為輸入，以垂直加速度a_z、側傾角φ、懸架動擾度f_d、整車橫擺角速度γ和質心偏置角β為輸出；

2)確定整車非線性系統(tǒng)(3)的逆系統(tǒng)的輸入變量為垂直加速度a_z的一階導數(shù)側傾角φ的一階導數(shù)懸架動擾度f_d的一階導數(shù)整車橫擺角速度γ的一階導數(shù)和質心偏置角β的一階導數(shù)輸出變量為整車非線性系統(tǒng)(3)的輸入F₁、F₂、F₃、Fx和T_m；

3)采用離線訓練好的靜態(tài)神經網絡(41)加5個積分器構成神經網絡逆(4)，第一個積分器的輸入與逆系統(tǒng)的第一個輸入變量相連，第一個積分器的輸入輸出與靜態(tài)神經網絡(41)的第二個輸入相連；第二個積分器的輸入與逆系統(tǒng)的第二個輸入變量相連，第二個積分器的輸出與靜態(tài)神經網絡(41)的第四個輸入相連；第三個積分器的輸入與逆系統(tǒng)的第三個輸入變量相連，第三個積分器的輸出與靜態(tài)神經網絡(41)的第六個輸入相連；第四個積分器的輸入與逆系統(tǒng)的第四個輸入變量相連，第四個積分器的輸出與靜態(tài)神經網絡(41)的第八個輸入相連；第五個積分器的輸入與逆系統(tǒng)的第五個輸入變量相連，第五個積分器的輸出與靜態(tài)神經網絡(41)的第十個輸入相連；靜態(tài)神經網絡(41)的輸出就是神經網絡逆(4)的輸出；

4)將主動懸架力F₁、F₂、F₃、F₄和電動助力轉矩T_m的階躍激勵信號加到整車非線性系統(tǒng)(3)的輸入端，采集垂直加速度a_z、側傾角φ、懸架動擾度f_d、整車橫擺角速度γ和質心偏置角β，并離線分別求其一階導數(shù)，并對信號做規(guī)范化處理，組成神經網絡的訓練樣本集，對靜態(tài)神經網絡(41)進行訓練，從而確定靜態(tài)神經網絡(41)的各個權系數(shù)；

5)將神經網絡逆(4)置于整車非線性系統(tǒng)(3)之前，神經網絡逆(4)與整車非線性系統(tǒng)(3)串聯(lián)復合成偽線性系統(tǒng)(5)；形成垂直加速度的一階偽線性子系統(tǒng)(51)、側傾角的一階偽線性子系統(tǒng)(52)、懸架動擾度的一階偽線性子系統(tǒng)(53)、整車橫擺角速度的一階偽線性子系統(tǒng)(54)和質心偏置角的一階偽線性子系統(tǒng)(55)；

6)對得到的5個所述一階偽線性子系統(tǒng)分別設計垂直加速度調節(jié)器(61)、側傾角調節(jié)器(62)、懸架動擾度調節(jié)器(63)、整車橫擺角速度調節(jié)器(64)和質心偏置角調節(jié)器(65)，并由所述的5個調節(jié)器構成線性閉環(huán)調節(jié)器(6)，將神經網絡逆(4)與線性閉環(huán)調節(jié)器(6)共同組成汽車ASS和EPS集成系統(tǒng)神經網絡逆控制器(7)。