[發(fā)明專利]基于車輛工況因素的高穩(wěn)定低功耗飛輪電池磁懸浮支承控制系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210809551.7
• 申請(qǐng)日: 2022-07-11
• 公開（公告）號(hào): CN115199645A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張維煜;王駿騰;郭恒;顧玉俊;奚柯楠;王振;朱熀秋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): F16C32/04
• 分類號(hào): F16C32/04;G06N3/04;G06N3/08;G06N3/12;G06N5/04;G06N7/04
• 代理公司: 南京智造力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32382
• 代理人: 張明明

1.基于車輛工況因素的高穩(wěn)定低功耗磁懸浮控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

位置傳感器(1)，用于檢測(cè)飛輪轉(zhuǎn)子質(zhì)心沿x、y、z軸的位移量以及飛輪轉(zhuǎn)子繞x軸、y軸的偏轉(zhuǎn)角度；

零功耗控制模塊(2)，由所述位移量和偏轉(zhuǎn)角度得到飛輪轉(zhuǎn)子在平衡位置的位移調(diào)節(jié)量、偏轉(zhuǎn)角度調(diào)節(jié)量；

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊(4)，根據(jù)所述位移量和偏轉(zhuǎn)角度、徑向控制電流和軸向控制電流，得到位移預(yù)測(cè)量、偏轉(zhuǎn)角度預(yù)測(cè)量以及伸縮因子α₁、α₂；

所述位移預(yù)測(cè)量、偏轉(zhuǎn)角度預(yù)測(cè)量分別與所述位移調(diào)節(jié)量和偏轉(zhuǎn)角度調(diào)節(jié)量線性相加，得到調(diào)節(jié)量；

車輛工況處理模塊(5)，根據(jù)所述伸縮因子α₁、α₂和調(diào)節(jié)量，獲取行駛工況的控制電流和行駛路況的控制電流，并經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換，輸出控制五自由度車載磁懸浮飛輪電池系統(tǒng)(7)的三相電流。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高穩(wěn)定低功耗磁懸浮控制系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛工況處理模塊(5)包括行駛工況控制切換模塊(51)、行駛工況變域論模糊PID控制器(52)、行駛路況控制切換模塊(54)和行駛路況變域論模糊PID控制器(55)；

所述行駛工況控制切換模塊(51)和行駛路況控制切換模塊(54)包括工況控制模式選擇器和工況數(shù)據(jù)庫(kù)，所述工況控制模式選擇器根據(jù)所述伸縮因子α₁/α₂和工況數(shù)據(jù)庫(kù)中的伸縮因子，確定輸入行駛工況變域論模糊PID控制器(52)/行駛路況變域論模糊PID控制器(55)的伸縮因子

所述行駛工況變域論模糊PID控制器(52)和行駛路況變域論模糊PID控制器(55)根據(jù)伸縮因子以及調(diào)節(jié)量的分量，獲取行駛工況的控制電流和行駛路況的控制電流。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高穩(wěn)定低功耗磁懸浮控制系統(tǒng)，其特征在于，所述伸縮因子的確定過(guò)程為：

當(dāng)車輛實(shí)時(shí)工況處于工況數(shù)據(jù)庫(kù)的某一區(qū)間時(shí)，伸縮因子等于伸縮因子α₁/α₂，當(dāng)車輛實(shí)時(shí)工況從工況數(shù)據(jù)庫(kù)中某一區(qū)間向另一區(qū)間變化時(shí)，伸縮因子等于工況數(shù)據(jù)庫(kù)中的伸縮因子。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高穩(wěn)定低功耗磁懸浮控制系統(tǒng)，其特征在于，所述行駛工況變域論模糊PID控制器(52)和行駛路況變域論模糊PID控制器(55)均包括PID控制器和模糊控制器，所述模糊控制器包括模糊化器、推理機(jī)和模糊消除器，所述PID控制器和模糊控制器輸入調(diào)節(jié)量分量產(chǎn)生的誤差及誤差變化率，所述模糊化器對(duì)輸入模糊化后，推理機(jī)模糊控制規(guī)則求取PID參數(shù)調(diào)節(jié)量，再通過(guò)模糊消除器，傳輸給PID控制器，從而輸出控制電流。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高穩(wěn)定低功耗磁懸浮控制系統(tǒng)，其特征在于，所述模糊控制器還輸入伸縮因子用于控制輸入論域的膨脹和收縮。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高穩(wěn)定低功耗磁懸浮控制系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)節(jié)量的分量是將所述調(diào)節(jié)量分為行駛工況電流調(diào)節(jié)、行駛路況電流調(diào)節(jié)。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高穩(wěn)定低功耗磁懸浮控制系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛工況處理模塊(5)還包括電流處理模塊(53)，所述電流處理模塊(53)用于對(duì)行駛工況的控制電流和行駛路況的控制電流進(jìn)行線性轉(zhuǎn)換。