一种轮毂电机驱动汽车电动助力转向控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108820036A(43)申请公布日2018.11.16(21)申请号201810540998.2(22)申请日2018.05.30(71)申请人厦门大学地址361005福建省厦门市思明南路422号(72)发明人郭景华朱钊平李文昌吴锴王进(74)专利代理机构厦门南强之路专利事务所(普通合伙)35200代理人马应森(51)Int.Cl.B62D5/04(2006.01)B60L15/20(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种轮毂电机驱动汽车电动助力转向控制方法(57)摘要一种轮毂电机驱动汽车电动助力转向控制方法，涉及新能源汽车转向控制领域。设计车载信息的提取方法，建立轮毂电机驱动汽车电动助力转向动力学模型；以电动助力转向控制能量消耗最小为目标，采用基于遗传优化的自适应模糊控制技术设计轮毂电机驱动汽车电动助力转向最优目标电流规划模块。提出最优目标电流的神经网络PID下层控制方法，实现最优目标电流的跟踪控制。采用蚁群算法优化助力转向模糊控制规则和隶属度参数，可有效提升轮毂电机驱动汽车助力转向系统综合性能。克服轮毂电机驱动汽车强非线性特性、时变和不确定性等因素引起的干扰，明显改善了电动助力转向控制系统综合性能，提高了电动助力转向控制系统的可靠性和稳定性。CN108820036ACN108820036A权利要求书1/1页1.一种轮毂电机驱动汽车电动助力转向控制方法，其特征在于包括以下步骤：1)设计车载信息的提取方法，建立轮毂电机驱动汽车电动助力转向动力学模型；2)以电动助力转向控制能量消耗最小为目标，采用基于遗传优化的自适应模糊控制技术设计轮毂电机驱动汽车电动助力转向最优目标电流规划模块，包括：(1)以轮毂电机驱动汽车的纵向速度和方向盘扭矩为输入变量，助力电机的目标电流为输出变量，确定决策目标电流的模糊控制输入变量和输出变量的论域和语言变量；(2)设计电动助力转向目标电流规划的模糊隶属度函数和模糊控制规则；(3)采用遗传算法优化转向目标电流规划的模糊隶属度函数和模糊控制规则，动态规划出电动助力转向的目标电流；采用实数编码将待优化的参数进行编码，建立遗传优化目标电流的数学模型，采用遗传算子对模糊参数进行优化求解，获取最优的电动助力转向目标电流；3)提出最优目标电流的神经网络PID下层控制方法，实现最优目标电流的跟踪控制。2.如权利要求1所述一种轮毂电机驱动汽车电动助力转向控制方法，其特征在于在步骤1)中，所述设计车载信息的提取方法，建立轮毂电机驱动汽车电动助力转向动力学模型的具体方法为：(1)通过车联网模块中的车速传感器和转矩传感器获取轮毂电机驱动汽车转向杆的扭矩信息、车速信息和方向盘转角信息；(2)将获取的扭矩信号、车速信号以及方向盘转角信号进行滤波、去噪、分压操作，将输出结果输送到主控电子控制单元模块；(3)以电动助力转向齿条位移和电动机转角为状态量，对轮毂电机驱动汽车转向系统和电动机进行动力学建模。3.如权利要求1所述一种轮毂电机驱动汽车电动助力转向控制方法，其特征在于在步骤3)中，所述提出最优目标电流的神经网络PID下层控制方法，实现最优目标电流的跟踪控制的具体方法为：(1)定义目标电流Id和实际电流I偏差为e＝I-Id和偏差变化率Δe＝de(t)/d(t)；(2)设置具有三层的神经网络PID下层助力转向目标电流跟踪控制方法，分别为输入层、隐含层和输出层，其中输入层含有3个节点，隐含层含有8个节点，输出层含有1个节点；(3)设计神经网络PID助力转向下层控制的学习算法，建立神经网络PID各层间权值的调节律。2CN108820036A说明书1/5页一种轮毂电机驱动汽车电动助力转向控制方法技术领域[0001]本发明涉及新能源汽车转向控制领域，尤其是涉及一种轮毂电机驱动汽车电动助力转向控制方法。背景技术[0002]轮毂电机驱动电动汽车采用全新的电动汽车结构形式，是未来新能源汽车领域发展的一个新趋势。电动助力转向系统具有节能环保、可靠性好、成本低、效率高等优点，需要设计满足综合性能最优的轮毂电机驱动汽车电动助力转向控制系统。在文献[1](余卓平,冷博.分布式驱动电动汽车的差动助力转向控制[J].汽车工程,2017,39(3):244-248)基于纵向车速和转向盘转角确定了参考转向盘力矩，提出了一种差动助力转向闭环控制方法。文献[2](卢山峰,徐兴,陈龙等.轮毂电机驱动汽车电子差速与差动助力转向的协调控制[J].机械工程学报,2017,53(16):79-85)提出了电子差速与差动助力转向的协调控制方法。然而，轮毂电机驱动汽车具有非完整运动约束、高度非线性以及参数不确定等特点，设计如何克服上述特征的助力转向系统是当前的研究热点。发