电动汽车的反馈式综合动态调度网络化控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于电动汽车控制领域，具体为电动汽车的反馈式综合动态调度网络化控制装置，包括比较模块、控制器模块、周期调度模块、优先级调度模块和综合模块；比较模块与驾驶员指令装置、直连传感器连接，同时比较模块通过CAN网络与车辆的各个传感器连接；比较模块输出端分别与优先级调度模块、周期调度模块、控制器模块连接；优先级调度模块、周期调度模块、控制器模块的输出端分别与综合模块连接；综合模块通过CAN网络与车辆执行器连接；该控制装置采用基于车辆控制性能反馈的多参数综合动态调节，既实现抑制网络诱导延时对系统控制实时性能的影响，又同时降低网络数据传输量、改善网络传输优先权抢占问题，非常有利于系统扩展。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电动汽车控制领域，具体为电动汽车的反馈式综合动态调度网络化控制装置。
技术介绍
随着节能、环保需求的提升以及电驱动技术的进步，电动汽车近年来获得了快速发展，但其在续驶里程、轻量化、动力性能以及成本等方面的问题仍有待进一步改善。电动汽车最大的特点之一是采用了电机驱动技术代替了内燃机驱动技术，由于电机相比内燃机具有更快的响应速度和更高的控制精度，通过充分发挥电机驱动技术优势提升车辆综合性能及性价比的相关研究引起了人们的极大重视。在此研究背景下，诸多通过主动控制电机实现的动力和底盘集成控制技术及系统被相继推出，比如分布式四轮独立驱动系统和集中式电机-变速器集成驱动系统等，前者可将电机与车轮就近集成从而省去离合器、变速箱、差速装置及传动机构等，并可通过力矩动态分配实现更高效的四轮驱动和主动安全，从而降低车重，提高经济性和安全性；后者则通过将电机与变速箱集成可以进一步改善车辆动力性能、提高驱动效率，减小电机尺寸及高转速、大扭矩要求，提高电机可靠性、降低成本。基于电机主动控制的动力和底盘集成技术为电动汽车的技术完善及推广提供了支持，同时也带来了更多强实时性电子控制部件互连集成的需求。由于CAN协议车载网络在传统汽车控制领域获得了极大地成功，当前电动汽车的底盘和动力控制系统通常也采用CAN网络互连集成。CAN网络的应用一方面为数量更加庞大的电动汽车电子控制部件集成提供了技术手段，但同时也为会控制系统增加额外的影响因素，如网络带宽受限、网络资源竞争，此类影响因素会给强实时性集成控制系统带来网络诱导延时变长、数据传输流量增大、网络传输优先权抢占问题，从而会造成系统控制性能下降，甚至导致系统失稳。Z.Xiao等在文献(Speedsynchronizationcontrolforintegratedautomotivemotor-transmissionpowertrainsystemwithrandomdelays,MechanicalSystemsandSignalProcessing,2015)中指出CAN网络诱导延时将会导致无离合式电机-变速器集成系统的电子同步控制性能严重降低甚至失稳，从而可能导致机械同步器磨损严重、换挡冲击以及换挡时间过长、动力中断过久带来的动力性和舒适性下降等问题。该文献提出了一种鲁棒控制和模式依赖控制相结合的方法，用于抑制网络诱导延时对同步控制性能的影响，一定程度上解决了控制系统的稳定性问题并适当降低了保守性即改善了系统的动态特性，但该方法不关注网络传输量降低问题，也不关注网络传输优先权抢占问题，因此对系统实时性的改善程度有限，且不利于系统中其他控制回路的实时性改善也不利于网络化系统扩展；同时该方案中模式依赖控制方法需要对信息传输的延时值进行在线实时检测并依据相应的系统模型计算延时导致的扰动，因此非常不利于在实际工程中应用采用。在汽车控制领域现有可查的解决网络诱导延时影响问题的方法中，还有模型预测法和优先级动态调节法。其中模型预测法需要建立系统的精确模型和实现延时的在线检测，也不关注数据传输量与传输优先权抢占问题，因此很难在工程中应用，而优先级动态调度可以解决网络诱导延时和传输优先权抢占问题，但不关注数据传输流量问题。另外，其它应用领域中提到的发送周期动态调度方法可以有效降低数据传输量，但通常又不关注传输优先权抢占问题。现有的方法都有一定的局限性，不能兼顾强实时性集成控制系统对实时性、网络传输量以及传输优先权抢占问题多方面改善的需求，无法满足电动汽车技术升级及工程实现的需要。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种电动汽车用反馈式综合动态调度网络化控制装置，通过基于控制性能反馈的多参数综合动态调节，实现抑制网络诱导延时对系统控制实时性能的影响，同时降低网络数据传输量、改善网络传输优先权抢占问题。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的。电动汽车的反馈式综合动态调度网络化控制装置，包括比较模块、控制器模块、周期调度模块、优先级调度模块和综合模块；比较模块与驾驶员指令装置、直连传感器连接，同时比较模块通过CAN网络与车辆的各个传感器连接；比较模块输出端分别与优先级调度模块、周期调度模块、控制器模块连接；优先级调度模块、周期调度模块、控制器模块的输出端分别与综合模块连接；综合模块通过CAN网络与车辆执行器连接；比较模块实现控制参数目标值与控制参数实际值的比较产生系统控制性能参数，提供给优先级调度模块、周期调度模块和控制器模块使用；优先级调度模块、周期调度模块和控制器模块均基于系统控制性能参数依据相应的策略及算法分别产生动态调节的优先级命令、发送周期命令和控制命令；优先级调度模块根据控制性能依据相应的策略和算法处理计算产生优先级命令，优先级命令的配置原则为：系统控制性能越差，信息发送的优先级越高，进而抑制网络排队延时、提高信息传输的实时性，改善系统的控制性能，反之，控制性能较好时，可以适当降低信息发送的优先级，为其它实时应用提供网络传输优先权，改善网络资源竞争问题；周期调度模块则根据控制性能依据相应的策略和算法处理计算产生发送周期命令，发送周期命令的配置原则为：系统控制性能越差，信息发送的周期越小、频率越高，进而提高主动控制作用的调节频率，改善系统的控制性能，反之，控制性能较好时，可以适当提高信息发送的周期，降低网络数据传输量；控制器模块根据控制性能依据预置的策略和算法处理计算产生相应的控制命令，用于实时调节执行器动作；综合模块则实现优先级命令、发送周期命令和控制命令多种命令的综合，并实现综合命令信息的发送。优先级调度模块、周期调度模块和控制器模块三者均以系统控制性能为输入，并行地依据相应策略及算法处理产生各种命令；其中优先级调度策略可采用基于离线规划的静态调节方法或在线实时动态调节方法；发送周期调度策略也可采用基于离线规划的静态调节方法或在线实时动态调节方法。电动汽车的反馈式综合动态调度网络化控制装置，基于系统控制性能反馈，通过并行地执行优先级、发送周期和控制命令多参数综合的动态调节，实现抑制网络诱导延时对系统控制实时性能的影响，同时降低网络数据传输量、改善网络传输优先权抢占问题。本专利技术提供的电动汽车的反馈式综合动态调度网络化控制装置，采用基于车辆控制性能反馈的多参数综合动态调节，可以改善系统的综合性能、实现多目标优化：既实现抑制网络诱导延时对系统控制实时性能的影响，又同时降低网络数据传输量、改善网络传输优先本文档来自技高网...

【技术保护点】
电动汽车的反馈式综合动态调度网络化控制装置，其特征在于：包括比较模块、控制器模块、周期调度模块、优先级调度模块和综合模块；比较模块与驾驶员指令装置、直连传感器连接，同时比较模块通过CAN网络与车辆的各个传感器连接；比较模块输出端分别与优先级调度模块、周期调度模块、控制器模块连接；优先级调度模块、周期调度模块、控制器模块的输出端分别与综合模块连接；综合模块通过CAN网络与车辆执行器连接；比较模块，实现控制参数目标值与控制参数实际值的比较产生系统控制性能参数，提供给优先级调度模块、周期调度模块和控制器模块使用；优先级调度模块、周期调度模块和控制器模块均基于系统控制性能参数依据相应的策略及算法分别产生动态调节的优先级命令、发送周期命令和控制命令；优先级调度模块，根据控制性能依据相应的策略和算法处理计算产生优先级命令，优先级命令的配置原则为：系统控制性能越差，信息发送的优先级越高，进而抑制网络排队延时、提高信息传输的实时性，改善系统的控制性能，反之，控制性能较好时，可以适当降低信息发送的优先级，为其它实时应用提供网络传输优先权，改善网络资源竞争问题；周期调度模块，则根据控制性能依据相应的策略和算法处理计算产生发送周期命令，发送周期命令的配置原则为：系统控制性能越差，信息发送的周期越小、频率越高，进而提高主动控制作用的调节频率，改善系统的控制性能，反之，控制性能较好时，可以适当提高信息发送的周期，降低网络数据传输量；控制器模块，根据控制性能依据预置的策略和算法处理计算产生相应的控制命令，用于实时调节执行器动作；综合模块，实现优先级命令、发送周期命令和控制命令多种命令的综合，并实现综合命令信息的发送。...

【技术特征摘要】
1.电动汽车的反馈式综合动态调度网络化控制装置，其特征在于：包括比较
模块、控制器模块、周期调度模块、优先级调度模块和综合模块；比较模块与驾
驶员指令装置、直连传感器连接，同时比较模块通过CAN网络与车辆的各个传
感器连接；比较模块输出端分别与优先级调度模块、周期调度模块、控制器模块
连接；优先级调度模块、周期调度模块、控制器模块的输出端分别与综合模块连
接；综合模块通过CAN网络与车辆执行器连接；
比较模块，实现控制参数目标值与控制参数实际值的比较产生系统控制性能
参数，提供给优先级调度模块、周期调度模块和控制器模块使用；
优先级调度模块、周期调度模块和控制器模块均基于系统控制性能参数依据
相应的策略及算法分别产生动态调节的优先级命令、发送周期命令和控制命令；
优先级调度模块，根据控制性能依据相应的策略和算法处理计算产生优先级
命令，优先级命令的配置原则为：系统控制性能越差，信息发送的优先级越高，
进而抑制网络排队延时、提高信息传输的实时性，改善系统的控制性能，反之，
控制性能较好时，可以适当...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹万科，林程，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11