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原文传递用于电动汽车主动振动控制的系统和控制算法

专利名称：	用于电动汽车主动振动控制的系统和控制算法
摘要：	本发明公开了一种用于电动汽车主动振动控制的系统和控制算法，整车控制器接收驾驶员转向信号和踏板信号输出初始参考扭矩信号；通过将初始参考扭矩信号进行波形叠加控制得到平稳上升并且有时间延迟的参考扭矩信号；通过极位移控制算法输出扭矩信号对系统振动进行补偿；将补偿后的电机扭矩信号输入电机控制器对电机进行控制，从而对电动车辆动力传动系统的扭转振动主动控制。本发明收敛性快，结合了波形叠加控制和极位移控制两种控制算法，控制效果好，适应性强。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京航空航天大学
发明人：	翁建生;徐荔远
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
申请号：	CN201910196311.2
公开号：	CN109941120A
代理机构：	南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	张婷婷
分类号：	B60L15/20(2006.01);B;B60;B60L;B60L15
申请人地址：	210016 江苏省南京市秦淮区御道街29号
主权项：	1.一种用于电动汽车主动振动控制的系统，其特征在于：包括整车控制器、电机控制器、振动控制器及电动汽车传动系统，所述电动汽车传动系统包括电机及与其连接的电池、减速器，减速器通过差速器与车轮连接；所述整车控制器分别与电机控制器、振动控制器互联，所述电机控制器与电动汽车传动系统的电机互联，所述电机控制器、电机均与振动控制器连接；所述振动控制器包括时延模块1#、时延模块2#、信号端、状态观测器及反馈增益K，所述时延模块1#与时延模块2#连接，且时延模块1#、时延模块2#分别与加减法运算模块a端、b端连接，信号端的输入端与状态观测器连接，电动汽车传动系统与状态观测器连接，状态观测器连接反馈增益K，反馈增益K连接加减法运算模块c端，信号端与电机控制器连接；其中a、b、c端均为加减法运算模块的输入端，加减法运算模块的输出端为输入电机控制器的扭矩信号Tm。 2.一种用于电动汽车主动振动控制的系统的控制算法，其特征在于：包括以下步骤： 1)整车控制器接收驾驶员转向信号和踏板信号并根据这两个信号输出电机扭矩的初始参考扭矩信号Tm； 2)通过时延模块1#对初始参考扭矩信号的上升时间进行延迟Δt1； 3)将初始参考扭矩信号进行波形叠加控制，得到平稳上升并且有时间延迟的参考扭矩信号：按照分流比例r对时延模块1#输出的初始参考电机扭矩信号进行分流，第一部分直接输出到信号端的b端，另一部分经过时延模块2#对其发生时间进行延迟Δt2并将结果输出到a端；a端与b端扭矩信号的叠加即为经过波型叠加控制后得到的参考扭矩信号； 4)经以上步骤控制后得到的参考扭矩信号与汽车的电机输出角速度信号ωm一同输入状态观测器，状态观测器对电机输出角速度ωm、车轮负载速度ωl和传动轴扭转角θ进行估计； 5)通过极位移控制算法输出扭矩信号对系统振动进行补偿：状态观测器将三个信号估计值通过反馈增益K输出到c端； 6)确定电机控制器输入扭矩：将a、b两端信号进行叠加与c端信号的差值即为下一个时刻电机控制器的输入扭矩信号；将补偿后的电机输入扭矩信号输入电机控制器对电机进行控制，对电动车辆动力传动系统的扭转振动进行主动控制。 3.根据权利要求2所述的用于电动汽车主动振动控制的系统的控制算法，其特征在于：步骤1)具体方法为：在车辆行驶过程中，驾驶员改变方向盘夹角并操作踏板，整车控制器底层控制单元接收到驾驶员意图和踏板信号，并将信号传递到应用层，应用层根据事先标定好的电机输出扭矩和该两个信号之间的关系直接根据具体车辆标定后的电机效率MAP图查表获得电机的初始参考扭矩信号Tm。 4.根据权利要求2所述的用于电动汽车主动振动控制的系统的控制算法，其特征在于：所述状态观测器的状态空间表达式如下：式中，y是电机输出角速度ωm；A、B为原系统状态空间方程状态量、输入量的系数矩阵，u为原系统的输入；C是根据原系统状态空间方程状态量修改获得的状态空间方程状态量，由于只需预估电机输出角速度ωm，这里修改为[1 0 0]；L是根据观测器期望极点选定的状态反馈矩阵；基于极位移控制算法，以ωm为输入量，将其输入到一个全维状态观测其中预估车轮负载速度ωl和传动轴扭转角θ的大小。 5.根据权利要求2所述的用于电动汽车主动振动控制的系统的控制算法，其特征在于：所述步骤5)的控制策略采用极位移控制算法，根据整车期望的极点设定反馈增益矩阵K的大小。 6.根据权利要求2所述的用于电动汽车主动振动控制的系统的控制算法，其特征在于：所述Δt1、Δt2、r通过对动力传动进行仿真获得，运用控制变量法得到各参数与车轮角加速度最大值的图像和任意两个参数与车轮角加速度关系的三维图像，结合这些图像获得使车轮角加速度值最小的Δt1、Δt2、r。
所属类别：	发明专利