[發明專利]一種用于電動座椅的速度調控方法與系統

有效

• 申請號: 202110054305.0
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112874392B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 湯廷孝
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: B60N2/02
• 分類號: B60N2/02;H02P6/08;H02P6/16;H02P23/12
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(特殊普通合伙) 33243
• 代理人: 龍洋

1.一種用于電動座椅的速度調控方法，通過無刷電機調節座椅的前后位置，其特征在于，包括步驟：

S1：通過霍爾磁編碼器獲取電動座椅的初始位置信號以及調節過程中的實時位置信號，并獲取無刷電機的實時轉速信號；

S2：根據初始位置信號和目標位置信號獲取電動座椅的位置規劃曲線和無刷電機的轉速規劃曲線、目標轉速；

S3：根據實時位置信號獲取其在位置規劃曲線上的當前位置期望值，根據實時轉速信號獲取其在轉速規劃曲線上的當前轉速期望值；

S4：根據實時位置信號、當前位置期望值和當前轉速期望值利用三階擴張狀態觀測器獲取下一計算周期的實際位置期望值、實際轉速期望值和總干擾；

S5：根據實際位置期望值、實際轉速期望值利用比例控制器獲得無擾動輸出，并根據總干擾獲取補償后的總輸出電流；

S6：根據總輸出電流控制無刷電機驅動座椅，并在實際轉速期望值未達到目標轉速時，返回步驟S3；

所述位置規劃曲線和轉速規劃曲線分為第一階段至第三階段，其中：

第一階段，轉速規劃曲線為勻速遞增曲線，位置規劃曲線為與轉速對應移動距離的二次函數曲線；

第二階段，轉速規劃曲線為平直線，位置規劃曲線為轉速對應移動距離的正斜率直線；

第三階段，轉速規劃曲線為勻速遞減曲線，位置規劃曲線為與轉速對應移動距離的二次函數曲線。

2.如權利要求1所述的一種用于電動座椅的速度調控方法，其特征在于，所述步驟S4中，三階擴張狀態觀測器是通過第一公式組獲取的實際位置期望值、實際轉速期望值和總干擾，所述第一公式組為：

式中，k為當前計算周期，k+1為下一計算周期，h為霍爾磁編碼器的信號周期也即是計算周期，z₁為實際位置期望值，z₂為實際轉速期望值，z₃為總干擾，I_pd為比例控制器的無擾動輸出，K_T為無刷電機的轉矩系統，J為無刷電機的轉動慣量，w₀為觀測器帶寬，S_H(k)為實時位置信號。

3.如權利要求2所述的一種用于電動座椅的速度調控方法，其特征在于，所述步驟S5中，比例控制器通過第二公式組獲得補償后電流，所述第二公式組為：

式中，S_td(k)為位置規劃曲線在k時的值，n_td(k)為轉速規劃曲線在k時的值，z_3(k)/b₀為總干擾補償，I_a(k)為總輸出電流。

4.如權利要求2所述的一種用于電動座椅的速度調控方法，其特征在于，所述步驟S3后還包括步驟：

S31：根據實時位置信號判斷當前的轉速n_H(k)與上一計算周期的轉速之間的差值是否小于轉速突減極限值n_a，若是進入步驟S32，若否，進入步驟S4；

S32：控制電動座椅回退預設距離；

其中，。

5.如權利要求3所述的一種用于電動座椅的速度調控方法，其特征在于，所述步驟S6中，若實際轉速期望值達到目標轉速，且實時位置與目標位置之間小于預設距離，則步驟S6之后還包括步驟：

S7：根據第三公式調節總輸出電流，并根據總輸出電流控制無刷電機驅動座椅。

6.如權利要求5所述的一種用于電動座椅的速度調控方法，其特征在于，所述第三公式為：

式中，I_a0為無刷電機初始位置設置的最大轉矩時對應的電流，I_aL為目標位置設置的最大轉矩對應的電流，L為初始位置到目標位置之間的距離，I_r(k)為調節后的總輸出電流。

7.如權利要求1所述的一種用于電動座椅的速度調控方法，其特征在于，所述步驟S6之后還包括步驟：

S61：通過PI調節器對總輸出電流進行積分飽和，并限制總輸出電流小于預設值。