主权项 |
一种电动汽车驱动防滑控制方法,其特征在于:包括自抗扰控制器、参数自适应模块、轮毂电机驱动器、轮毂电机和旋转编码器,所述自抗扰控制器中包括最速跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性反馈控制律;先将期望滑转率s<sub>0</sub>经下面的公式(2)转换,计算得到电动汽车的期望车轮转速ω<sub>0</sub>信号并输入到最速跟踪微分器模块的输入端;<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>ω</mi><mn>0</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mi>v</mi><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><msub><mi>s</mi><mn>0</mn></msub><mo>)</mo><mi>r</mi></mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math><img file="FDA0000905632140000011.GIF" wi="1070" he="126" /></maths>其中,s<sub>0</sub>表示期望车轮滑转率,ω<sub>0</sub>表示期望车轮转速,ν表示车速,r表示车轮半径;所述最速跟踪微分器经过下面公式(3)输出两个信号,分别为期望车轮转速的跟踪值ω<sub>0</sub><sup>*</sup>和期望车轮转速跟踪值的变化率Δω<sub>0</sub><sup>*</sup>;<maths num="0002" id="cmaths0002"><math><![CDATA[<mrow><mfenced open = '{' close = ''><mtable><mtr><mtd><mrow><mi>e</mi><mo>=</mo><msubsup><mi>ω</mi><mn>0</mn><mo>*</mo></msubsup><mo>-</mo><msub><mi>ω</mi><mn>0</mn></msub></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mi>f</mi><mi>h</mi><mo>=</mo><mi>f</mi><mi>h</mi><mi>a</mi><mi>n</mi><mrow><mo>(</mo><mi>e</mi><mo>,</mo><msubsup><mi>Δω</mi><mn>0</mn><mo>*</mo></msubsup><mo>,</mo><msub><mi>r</mi><mn>0</mn></msub><mo>,</mo><mi>h</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><msubsup><mi>ω</mi><mn>0</mn><mo>*</mo></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>ω</mi><mn>0</mn><mo>*</mo></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>hΔω</mi><mn>0</mn><mo>*</mo></msubsup></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><msubsup><mi>Δω</mi><mn>0</mn><mo>*</mo></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>Δω</mi><mn>0</mn><mo>*</mo></msubsup><mo>+</mo><mi>h</mi><mi>f</mi><mi>h</mi></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>3</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math><img file="FDA0000905632140000012.GIF" wi="1126" he="309" /></maths>其中,ω<sub>0</sub><sup>*</sup>表示期望车轮转速的跟踪值,ω<sub>0</sub>表示期望车轮转速,Δω<sub>0</sub><sup>*</sup>表示期望车轮转速跟踪值的变化率,r<sub>0</sub>,h是两个可调参数;所述扩张状态观测器经过下面公式(4)输出实际车轮转速的跟踪值ω<sub>a</sub><sup>*</sup>,实际车轮转速跟踪值的变化率Δω<sub>a</sub><sup>*</sup>信号及扩张状态信号z<sub>3</sub>;<maths num="0003" id="cmaths0003"><math><![CDATA[<mrow><mfenced open = "{" close = ""><mtable><mtr><mtd><mrow><mi>e</mi><mo>=</mo><msubsup><mi>ω</mi><mi>a</mi><mo>*</mo></msubsup><mo>-</mo><mi>ω</mi><mo>,</mo><mi>f</mi><mi>e</mi><mo>=</mo><mi>f</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mrow><mo>(</mo><mi>e</mi><mo>,</mo><mn>0.5</mn><mo>,</mo><mi>δ</mi><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><msub><mi>fe</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mi>f</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mrow><mo>(</mo><mi>e</mi><mo>,</mo><mn>0.25</mn><mo>,</mo><mi>δ</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><msubsup><mi>ω</mi><mi>a</mi><mo>*</mo></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>ω</mi><mi>a</mi><mo>*</mo></msubsup><mo>+</mo><mi>h</mi><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>Δω</mi><mi>a</mi><mo>*</mo></msubsup><mo>-</mo><msub><mi>β</mi><mn>01</mn></msub><mi>e</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><msubsup><mi>Δω</mi><mi>a</mi><mo>*</mo></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>Δω</mi><mi>a</mi><mo>*</mo></msubsup><mo>+</mo><mi>h</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>z</mi><mn>3</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>β</mi><mn>02</mn></msub><mi>f</mi><mi>e</mi><mo>+</mo><msub><mi>b</mi><mn>0</mn></msub><mi>u</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><msub><mi>z</mi><mn>3</mn></msub><mo>=</mo><msub><mi>z</mi><mn>3</mn></msub><mo>+</mo><mi>h</mi><mrow><mo>(</mo><mo>-</mo><msub><mi>β</mi><mn>03</mn></msub><msub><mi>fe</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>4</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math><img file="FDA0000905632140000013.GIF" wi="1277" he="311" /></maths>其中,ω<sub>a</sub><sup>*</sup>表示实际车轮转速的跟踪值,ω表示由旋转编码器测得的实际车轮转速,Δω<sub>a</sub><sup>*</sup>表示实际车轮转速跟踪值的变化率,z<sub>3</sub>表示扩张状态量,δ,h,β<sub>01</sub>,β<sub>02</sub>,β<sub>03</sub>为可调参数,u表示实际误差反馈控制量;所述最速跟踪微分器输出信号和扩张状态观测器输出信号分别作比较后得出变量e<sub>1</sub>和e<sub>2</sub>,作为非线性反馈控制律和参数自适应模块的输入信号,参数自适应模块在线调整非线性反馈控制律中的两个参数β<sub>11</sub>、β<sub>12</sub>;非线性状态反馈控制律其完整的算法如下面公式(5):<maths num="0004" id="cmaths0004"><math><![CDATA[<mrow><mfenced open = "{" close = ""><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>e</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><msubsup><mi>ω</mi><mn>0</mn><mo>*</mo></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>ω</mi><mi>a</mi><mo>*</mo></msubsup><mo>,</mo><msub><mi>e</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><msubsup><mi>Δω</mi><mn>0</mn><mo>*</mo></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>Δω</mi><mi>a</mi><mo>*</mo></msubsup></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><msub><mi>u</mi><mn>0</mn></msub><mo>=</mo><msub><mi>β</mi><mn>11</mn></msub><mi>f</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>e</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>α</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><mi>δ</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>β</mi><mn>12</mn></msub><mi>f</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>e</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>α</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><mi>δ</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>5</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math><img file="FDA0000905632140000021.GIF" wi="1274" he="174" /></maths>其中,β<sub>11</sub>,β<sub>12</sub>是可调参数,参数α1,α<sub>2</sub>通常取值分别为0.5和0.25,u<sub>0</sub>表示误差反馈控制量,其余参数与前述公式中的参数意义相同;所述非线性反馈控制律的输出信号经扩张状态观测器扰动补偿,扰动补偿过程完整算法如下面公式(6):<maths num="0005" id="cmaths0005"><math><![CDATA[<mrow><mi>u</mi><mo>=</mo><msub><mi>u</mi><mn>0</mn></msub><mo>-</mo><mfrac><mrow><msub><mi>z</mi><mn>3</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><msub><mi>b</mi><mn>0</mn></msub></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>6</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math><img file="FDA0000905632140000022.GIF" wi="1122" he="143" /></maths>其中,z<sub>3</sub>(t)表示扩张状态量,可调参数b<sub>0</sub>是决定补偿强弱的“补偿因子”,u<sub>0</sub>表示误差反馈控制量,u表示实际的误差反馈控制量;所述非线性反馈控制律的输出信号经扩张状态观测器扰动补偿后,输入到轮毂电机驱动器,轮毂电机驱动器与轮毂电机连接,控制轮毂电机的转矩和转速,轮毂电机的转速通过旋转编码器检测后送入扩张状态观测器,扩张状态观测器根据输入的转速,观测得到轮毂电机转速及其变化率。 |