[發明專利]一種汽車EPS轉向系統多模型轉角控制器的構造方法

有效

• 申請號: 201911346560.1
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111055920B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 孫曉東;曹俊豪;陳龍;田翔;楊澤斌;李可
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D15/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開汽車驅動控制領域中的一種汽車EPS轉向系統多模型轉角控制器的構造方法，利用模糊均值聚類算法聚類分析EPS轉向系統的n組參考電流和轉角數據點得到p個集合，采用隨機逼近法識別出p個局部線性模型，計算出間隙度量，得到p階間隙度量矩陣，對間隙度量矩陣層次聚類分析得到M個局部線性模型集，從每個模型集中選擇一個模型得到M個局部線性模型，設計對應的M個局部控制器；每個局部控制器輸出各自的局部電流，M個局部電流和局部電流權值作為電流混合策略模塊的輸入，助力電流計算模塊輸出參考電流；本發明通過構造局部控制器，用一組簡單的線性系統替代非線性EPS轉向系統來創建多模型轉角控制器，提高EPS轉向系統的控制性能和抗干擾性能。

技術領域

本發明屬于汽車驅動控制領域，特別涉及一種汽車EPS轉向系統的轉角控制器的構造方法，適用于汽車EPS轉向系統的高性能控制。

背景技術

隨著汽車技術尤其是電子和控制技術的不斷革新，汽車轉向助力系統從傳統的純機械式轉向系統逐漸發展及完善成液壓助力轉向系統，再出現后來的新型電控液壓助力轉向系統，而現如今使用最多的是電動助力轉向系統。電動助力轉向系統采用的是助力電機提供轉向助力，其助力的大小由電控系統直接進行控制。這種用電機控制助力的方法與液壓助力轉系統相比，電動助力轉向系統可以節約能源且十分環保。

EPS是在HPS與EHPS基礎上發展起來的，它主要包括了轉矩傳感器、助力電機、減速機構以及電機電子控制單元。它取消了液壓系統，減少了污染，獨立于發動機工作，降低了能量消耗，占用空間小，零件數量大大少于HPS和EHPS，減輕了質量也節省了裝配時間。EPS系統只采用機械連接和電信號控制，效率較高，有利于底盤集成控制；EPS采用車速感應型助力特性，這種方法可有效地解決傳統轉向系統的“輕”與“靈”的矛盾，提高了行駛安全性和駕駛舒適性。

EPS系統作為力矩伺服系統，需要快速準確地響應電機助力矩，同時對力矩的脈動非常敏感，目前采用工業上常規的矢量控制方法，采用閉環的PI控制器，利用EPS轉向系統反饋的角度調節輸入的參考電流。鑒于汽車行駛工況的復雜性會造成EPS轉向系統的參數時變以及隨機擾動，這種控制方法難以實現EPS轉向系統高性能控制。因此，為了解決EPS轉向系統常規控制方法欠佳的問題，同時滿足EPS轉向系統控制性能的各項指標，更好地提升EPS轉向系統控制精度以及抗干擾性能，從而降低能量損耗，需要采用新的控制策略。

發明內容

本發明時針對EPS轉向系統非線性多耦合的電氣特性造成常規控制方法控制策略效率低的缺點，提出了一種考慮到EPS轉向系統機械參數時變以及隨機擾動等問題的多模型控制器的構造方法，提高了EPS轉向系統控制性能，從而降低能量損耗，提高控制效率。

本發明一種汽車EPS轉向系統多模型轉角控制器的構造方法的技術方案是采用如下步驟：步驟一：構造以參考電流為輸入，以轉角θ為輸出的EPS轉向系統；

步驟二：先采集所述的EPS轉向系統的n組參考電流和轉角θ(k)數據點，k＝2,3…n+1,k為離散樣本時間指數；利用模糊均值聚類算法對參考電流和轉角θ(k)數據點進行聚類分析，得到p個集合X_j，j＝1,2,…,p，j是集合編號；再對p個集合X_j中的參考電流和轉角θ(k)數據點采用隨機逼近法識別出p個局部線性模型P_i，i＝1,2,…,p；計算出各個局部線性模型P_i之間的間隙度量δ_ij，兩個局部線性模型的相似性通過間隙度量δ_ij表示，得到p階間隙度量矩陣G；