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原文传递一种双电机智能线控转向系统及同步控制方法

专利名称：	一种双电机智能线控转向系统及同步控制方法
摘要：	本发明公开了一种双电机智能线控转向系统及同步控制方法，双电机智能线控转向系统包括转向盘模块、转向执行模块、车速传感器、转向盘转角传感器、转向盘转矩传感器和ECU控制模块；双电机线控转向系统采用转向电机A、转向电机B两个转向电机，从硬件上实现转向系统的冗余，极大地提高了线控转向系统的可靠性；并且基于交叉耦合补偿控制结构提出双电机之间的同步控制方法，有效地加强了两个转向电机之间的同步特性。
专利类型：	发明专利
申请人：	南京航空航天大学
发明人：	邹松春;赵万忠;汪桉旭
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T03:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T17:00:00+0805
申请号：	CN202010004686.7
公开号：	CN111017010A
代理机构：	江苏圣典律师事务所
代理人：	韩天宇
分类号：	B62D5/04;B62D6/00;B62D101/00;B62D113/00;B62D119/00;B;B62;B62D;B62D5;B62D6;B62D101;B62D113;B62D119;B62D5/04;B62D6/00;B62D101/00;B62D113/00;B62D119/00
申请人地址：	210016 江苏省南京市秦淮区御道街29号
主权项：	1.一种双电机智能线控转向系统，其特征在于，包括转向盘模块、转向执行模块、车速传感器、转向盘转角传感器、转向盘转矩传感器和ECU控制模块；所述转向盘模块包括转向盘、转向柱、路感电机驱动器、路感电机和路感电机减速器；所述转向柱上端和转向盘固连；所述路感电机的输出轴通过路感电机减速器和转向柱下端相连，用于经转向柱向转向盘传递路感；所述路感电机驱动器用于驱动路感电机工作；所述车速传感器用于获得车辆的车速，并将其传递给所述ECU控制模块；所述转向盘转角传感器、转向盘转矩传感器均设置在转向柱上，分别用于获得转向盘转角信号、转向盘转矩信号，并将其传递给所述ECU控制模块；所述转向执行模块包括转向电机A驱动器、转向电机A、转向电机A减速器、小齿轮A、转向电机B驱动器、转向电机B、转向电机B减速器、小齿轮B、齿条和转向横拉杆；所述转向电机A通过转向电机A减速器和小齿轮A的转轴相连，转向电机B通过转向电机B减速器和小齿轮B的转轴相连，转向电机A、转向电机B型号相同；所述小齿轮A、小齿轮B均和所述齿条啮合；所述齿条和所述转向横拉杆相连；所述转向横拉杆的两端分别和车辆的两个转向车轮对应相连；所述ECU控制模块分别和所述车速传感器、转向盘转角传感器、转向盘转矩传感器、路感电机驱动器、转向电机A驱动器、转向电机B驱动器电气相连，用于根据车速传感器、转向盘转角传感器、转向盘转矩传感器的感应信号控制路感电机驱动器、转向电机A驱动器、转向电机B驱动器工作。 2.根据权利要求1所述的双电机智能线控转向系统，其特征在于，所述ECU控制模块包括路感电机控制模块、转向电机控制模块和变传动比控制模块；所述路感电机控制模块用于根据车速信号、转向盘转矩信号和转向盘转角信号计算出路感大小，输出路感电机电流控制信号给路感电机驱动器，路感电机驱动器驱动路感电机；所述变传动比控制模块用于根据车速信号、转向盘转角信号计算传动比大小，变传动比控制模块将计算得到的传动比信号输出给转向电机控制模块；所述转向电机控制模块用于根据得到的传动比信号以及转向盘转角信号计算转向电机的转角大小，并输出转向电机电流控制信号给转向电机驱动器A和转向电机驱动器B，转向电机驱动器A驱动转向电机A，转向电机驱动器B驱动转向电机B。 3.基于权利要求1所述的双电机智能线控转向系统的控制方法，其特征在于，转向电机A和转向电机B均采用三闭环控制，其中转角环和电流环采用PID控制，转速环采用第一滑模控制器控制；转向电机A和转向电机B之间采用交叉耦合补偿控制结构，采集转向电机A和转向电机B的实际转速做差经过第二滑模控制器得到的控制信号分别补偿给转向电机A和转向电机B的电流环，从而快速消除两电机之间转速不一致性达到同步控制。 4.基于权利要求3所述的双电机智能线控转向系统的控制方法，其特征在于，所述第二滑模控制器按照以下步骤建立：步骤1)，建立转向电机A和转向电机B的模型：式中，Te1、Te2分别为转向电机A、转向电机B的电磁转矩；ω1、ω2分别为转向电机A、转向电机B的角速度；i1、i2分别为转向电机A、转向电机B的相电流；Tl1、Tl2分别为转向电机A、转向电机B的负载转矩；转向电机A和转向电机B的转矩系数均为Kt、转动惯量均为J、粘滞摩擦系数均为B；步骤2)，定义转向电机A和转向电机B的状态变量：令则转向执行模块的状态方程表示为：步骤3)，定义转向执行模块的滑模面函数为： s＝cx1+x2 (6) 式中，c＞0为待设计参数；步骤4)，选取指数趋渐律作为滑模控制趋渐律，其表达式为：式中，sgn(s)为符号函数，ε＞0和q＞0为待设计参数；步骤5)，对转向执行模块的滑模面函数进行求导并且联合趋近律函数：步骤6)，计算转向电机A和转向电机B电流环的补偿电流为：
所属类别：	发明专利