[發明專利]基于SQP算法的四輪輪轂電機容錯控制系統

在審

• 申請號: 202111162259.2
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113844267A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 莫浩明;伍仕勤;邱浩瑋;吳龍;黃曉彤;李茵;陳濤;鄒綺琦
• 申請（專利權）人: 廣州華立學院
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;G06F17/15;G06F17/16
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 張澤鋒

本發明公開了基于SQP算法的四輪輪轂電機容錯控制系統，包括電機狀態監測總成模塊、故障判斷總成模塊、整車控制模塊、容錯控制二次分配模塊、驅動總成模塊和緊急停車模塊，本發明在單、多個輪轂電機發生故障后，實時改變四個輪轂電機的輸出轉矩、運動方向，有利于維持車輛在不同工況運行的穩定性，通過采用雙層控制策略，并且引入SQP算法非線性約束優化問題轉化為二次規劃問題，對電機力矩進行優化與重新分配，具有全局收斂性、局部超線性收斂性以及計算效率高的優點，通過轉矩期望值與轉矩實際值之間的差值Te及其變化率Tec為輸入變量，電機運行狀態因子1為輸出變量來構建模糊控制器，實現了對電機故障的主動檢測。

技術領域

本發明涉及四輪轂驅動電動車技術領域，具體為基于SQP算法的四輪輪轂電機容錯控制系統。

背景技術

四輪轂驅動電動車每個輪轂電機獨立可控，當輪轂電機發生故障時，如果不能做出相應的對策，車輛就可能發生側翻、跑偏等現象，威脅駕乘人員安全。

四輪轂驅動電動汽車具有獨立驅動的特點，因此車輛四個輪轂電機轉矩分配顯得十分重要，這也是保證車輛穩定運行的重要保證和因素。轉矩分配控制技術則是電動汽車電機協調控制策略的關鍵，目前轉矩分配控制技術主要可分為兩大類：基于規則的轉矩分配和基于目標優化的轉矩分配。基于規則的轉矩分配主要是根據研究者需求所設計的相應規則對電機轉矩進行分配。根據不同工況設計了轉矩分配策略：在勻速直線工況下，設計了轉矩平均分配策略；在加速或爬坡工況下，設計了前后軸附著力相等的轉矩分配算法；在轉向工況下，設計了以輪胎利用率最小的轉矩優化分配策略。

由于基于規則的轉矩分配存在無法應對復雜行駛狀況的風險，電驅動車輛在進入失效控制工況下，傳統控制策略存在的縱橫向控制目標無法滿足、驅動能力降低、安全性變差等缺點，大大降低了四輪轂驅動電動車在某一電機發生故障時的行駛安全性。

發明內容

本發明的目的在于提供基于SQP算法的四輪輪轂電機容錯控制系統，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：基于SQP算法的四輪輪轂電機容錯控制系統，包括電機狀態監測總成模塊、故障判斷總成模塊、整車控制模塊、容錯控制二次分配模塊、驅動總成模塊和緊急停車模塊，所述電機狀態監測總成模塊與故障判斷總成模塊電性連接，且故障判斷總成模塊分別與緊急停車模塊和容錯控制二次分配模塊電性連接，容錯控制二次分配模塊分別與整車控制模塊和驅動總成模塊電性連接。

優選的，所述電機狀態監測總成模塊包括第一電機監測模塊、第二電機監測模塊、第三電機監測模塊和第四電機監測模塊，電機狀態監測總成模塊分別與第一電機監測模塊、第二電機監測模塊、第三電機監測模塊和第四電機監測模塊電性連接。

優選的，所述故障判斷總成模塊包括第一故障判斷模塊、第二故障判斷模塊、第三故障判斷模塊和第四故障判斷模塊，且故障判斷總成模塊分別與第一故障判斷模塊、第二故障判斷模塊、第三故障判斷模塊和第四故障判斷模塊電性連接。

優選的，所述整車控制模塊包括車速檢測模塊、前輪轉向角檢測模塊和PI控制模塊，且整車控制模塊分別與車速檢測模塊、前輪轉向角檢測模塊和PI控制模塊電性連接，車速檢測模塊用于檢測車輛速度V，前輪轉向角檢測模塊用于檢測前輪轉向角δ。

優選的，所述容錯控制二次分配模塊包括SQP算法模塊和輪胎負載檢測模塊，容錯控制二次分配模塊分別與SQP算法模塊和輪胎負載檢測模塊電性連接。

優選的，所述驅動總成模塊包括第一電機驅動模塊、第二電機驅動模塊、第三電機驅動模塊和第四電機驅動模塊，且驅動總成模塊分別與第一電機驅動模塊、第二電機驅動模塊、第三電機驅動模塊和第四電機驅動模塊電性連接。