一种分布式驱动车辆悬架轮毂电机系统控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种分布式驱动车辆悬架轮毂电机系统控制方法及系统。该方法包括：获取当前路面的路面输入能量、路面频率指数、当前车速；在参数库中获取与当前车速、当前路面输入能量和当前路面频率指数相对应的轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数；参数库中存储有在不同车速、不同路面输入能量和不同路面频率指数下对应的轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数，轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数为根据悬架‑轮毂电机系统求取的参数；根据轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数控制轮内减振器和悬架减振器减振。本发明专利技术通过协同控制悬架减振与轮内减振，实现了轮毂电机驱动车辆动力学性能的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式驱动车辆悬架轮毂电机系统控制方法及系统
本专利技术涉及车辆
，特别是涉及一种分布式驱动车辆悬架轮毂电机系统控制方法及系统。
技术介绍
悬架系统在车辆行驶过程中的起到减振、导向、传递力和力矩的作用，是车辆系统的核心子系统；传统悬架系统包括连接车身与车轮的弹簧、阻尼器、导向机构以及连接部件。轮毂电机驱动车辆相比于传统内燃机驱动车辆，在空间布置、能量效率以及动力控制等方面具有诸多优势，但其增加的非簧载质量会显著增加车轮动载荷，降低复杂路面行驶条件下的车辆操纵稳定性；同时悬架系统变化为兼具减振与驱动的悬架-轮毂电机系统。轮内减振系统能够有效降低轮毂电机振动水平，但当前尚无将轮内减振以及悬架减振进行结合的研究。作为一个整体系统，悬架的振动控制与轮毂电机的振动控制是相互关联的，这使得亟需一种将轮内减振以及悬架减振作为一个整体进行研究的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种分布式驱动车辆悬架轮毂电机系统控制方法及系统，能够实现悬架减振与轮内减振的协同控制。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种分布式驱动车辆悬架轮毂电机系统控制方法，包括：获取当前路面的路面输入能量和路面频率指数；获取当前车速；执行第一控制参数获取步骤：在参数库中获取与所述当前车速、当前路面输入能量和当前路面频率指数相对应的轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数；所述参数库中存储有在不同车速、不同路面输入能量和不同路面频率指数下对应的轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数，所述轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数为根据悬架-轮毂电机系统求取的控制参数；分别根据所述轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数控制轮内减振器和悬架减振器减振。可选的，在所述获取当前路面的路面输入能量和路面频率指数之前还包括：获取当前车辆加速度响应；将所述当前车辆加速度响应输入路面不平度分类器，得到所述当前车辆加速度响应对应的当前路面输入能量和路面频率指数。可选的，所述方法还包括：获取不同路面产生的车辆加速度响应；以所述车辆加速度响应为样本，以所述车辆加速度对应的路面输入能量和路面频率指数为标签，训练路面不平度分类器。可选的，所述方法还包括：根据悬架-轮毂电机系统动力学模型，确定以路面参数为输入，以簧载质量加速度响应为输出的系统传递函数，记为第一目标函数；确定以路面参数为输入，以轮胎变形量为输出的系统传递函数，记为第二目标函数；确定以路面参数为输入，以轮毂电机定子加速度响应为输出的系统传递函数，记为第三目标函数；所述路面参数包括路面的路面输入能量和路面频率指数；根据J＝ω1J1+ω2J2+ω3J3确定总目标函数J，其中，ω1为第一权重，ω2为第二权重，ω3为第三权重，J1为第一目标函数，J2为第二目标函数，J3为第三目标函数，ω1+ω2+ω3＝1，所述总目标函数中的变量包括路面输入能量、路面频率指数、车速、轮内减振器控制参数和悬架减振器控制参数；执行第一获取设定参数步骤：获取设定路面输入能量、设定路面频率指数和设定车速；根据所述设定路面输入能量和所述设定路面频率指数确定第一权重、第二权重、第三权重；求解所述总目标函数最优时，对应的轮内减振器控制参数的最优值和悬架减振器控制参数的最优值，分别记为轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数；跳转至执行第一获取设定参数步骤，得到不同车速、不同路面输入能量和不同路面频率指数下对应的轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数。可选的，所述方法还包括：构建所述总目标函数后，将第二权重设置为1，第一权重和第三权重设置为0；执行第二获取设定参数步骤：获取设定路面输入能量、设定路面频率指数和设定车速；求解所述总目标函数最优时，对应的轮内减振器控制参数的最优值和悬架减振器控制参数的最优值，分别记为轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数；跳转至执行第二获取设定参数步骤，得到第二权重为1、在不同车速、不同路面输入能量和不同路面频率指数下对应的轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数。可选的，所述方法还包括：判断当前系统是否处于起步或制动阶段；如果否，则执行第一控制参数获取步骤；如果是，则执行第二控制参数获取步骤：在参数库中获取与所述当前车速、当前路面输入能量和路面频率指数以及第二权重为1相对应的轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数，并分别根据所述轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数控制轮内减振器和悬架减振器减振。可选的，所述分别根据所述轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数控制轮内减振器和悬架减振器减振，具体包括：结合阻尼力约束，确定控制参数对应的可行阻尼力，所述控制参数为阻尼系数；将所述可行阻尼力输入阻尼力逆向模型，得到阻尼控制信号；根据阻尼控制信号控制输入减振器的电流。本专利技术还提供了一种分布式驱动车辆悬架轮毂电机系统控制系统，包括：当前路面参数获取模块，用于获取当前路面的路面输入能量和路面频率指数；当前车速获取模块，用于获取当前车速；第一控制参数获取模块，用于执行第一控制参数获取步骤：在参数库中获取与所述当前车速、当前路面输入能量和当前路面频率指数相对应的轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数；所述参数库中存储有在不同车速、不同路面输入能量和不同路面频率指数下对应的轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数，所述轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数为根据悬架-轮毂电机系统求取的控制参数；减振模块，用于分别根据所述轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数控制轮内减振器和悬架减振器减振。可选的，所述系统还包括：当前车辆加速度响应获取模块，用于获取当前车辆加速度响应；路面参数识别模块，用于将所述当前车辆加速度响应输入路面不平度分类器，得到所述当前车辆加速度响应对应的当前路面输入能量和路面频率指数。可选的，所述系统还包括：判断模块，用于判断当前系统是否处于起步或制动阶段；第二控制参数获取模块，用于在当前系统处于起步或制动阶段时，执行第二控制参数获取步骤：在参数库中获取与所述当前车速、当前路面输入能量和路面频率指数以及第二权重为1相对应的轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数；并分别根据所述轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数控制轮内减振器和悬架减振器减振；其中，当所述第二权重为1时，总目标函数为J＝ω2J2，其中，ω2为第二权重，J2为第二目标函数；所述第二目标函数为以路面参数为输入，以轮胎变形量为输出的系统传递函数；所述轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数为J＝ω2J2最优时，求解得到的轮内减振器控制参数和悬架减振器控制参数。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式驱动车辆悬架轮毂电机系统控制方法，其特征在于，包括：/n获取当前路面的路面输入能量和路面频率指数；/n获取当前车速；/n执行第一控制参数获取步骤：在参数库中获取与所述当前车速、当前路面输入能量和当前路面频率指数相对应的轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数；所述参数库中存储有在不同车速、不同路面输入能量和不同路面频率指数下对应的轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数，所述轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数为根据悬架-轮毂电机系统求取的控制参数；/n分别根据所述轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数控制轮内减振器和悬架减振器减振。/n

【技术特征摘要】
1.一种分布式驱动车辆悬架轮毂电机系统控制方法，其特征在于，包括：
获取当前路面的路面输入能量和路面频率指数；
获取当前车速；
执行第一控制参数获取步骤：在参数库中获取与所述当前车速、当前路面输入能量和当前路面频率指数相对应的轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数；所述参数库中存储有在不同车速、不同路面输入能量和不同路面频率指数下对应的轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数，所述轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数为根据悬架-轮毂电机系统求取的控制参数；
分别根据所述轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数控制轮内减振器和悬架减振器减振。


2.根据权利要求1所述的分布式驱动车辆悬架轮毂电机系统控制方法，其特征在于，在所述获取当前路面的路面输入能量和路面频率指数之前还包括：
获取当前车辆加速度响应；
将所述当前车辆加速度响应输入路面不平度分类器，得到所述当前车辆加速度响应对应的当前路面输入能量和路面频率指数。


3.根据权利要求2所述的分布式驱动车辆悬架轮毂电机系统控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取不同路面产生的车辆加速度响应；
以所述车辆加速度响应为样本，以所述车辆加速度对应的路面输入能量和路面频率指数为标签，训练路面不平度分类器。


4.根据权利要求1所述的分布式驱动车辆悬架轮毂电机系统控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据悬架-轮毂电机系统动力学模型，确定以路面参数为输入，以簧载质量加速度响应为输出的系统传递函数，记为第一目标函数；确定以路面参数为输入，以轮胎变形量为输出的系统传递函数，记为第二目标函数；确定以路面参数为输入，以轮毂电机定子加速度响应为输出的系统传递函数，记为第三目标函数；所述路面参数包括路面的路面输入能量和路面频率指数；
根据J＝ω1J1+ω2J2+ω3J3确定总目标函数J，其中，ω1为第一权重，ω2为第二权重，ω3为第三权重，J1为第一目标函数，J2为第二目标函数，J3为第三目标函数，ω1+ω2+ω3＝1，所述总目标函数中的变量包括路面输入能量、路面频率指数、车速、轮内减振器控制参数和悬架减振器控制参数；
执行第一获取设定参数步骤：获取设定路面输入能量、设定路面频率指数和设定车速；
根据所述设定路面输入能量和所述设定路面频率指数确定第一权重、第二权重、第三权重；
求解所述总目标函数最优时，对应的轮内减振器控制参数的最优值和悬架减振器控制参数的最优值，分别记为轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数；跳转至执行第一获取设定参数步骤，得到不同车速、不同路面输入能量和不同路面频率指数下对应的轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数。


5.根据权利要求4所述的分布式驱动车辆悬架轮毂电机系统控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
构建所述总目标函数后，将第二权重设置为1，第一权重和第三权重设置为0；
执行第二获取设定参数步骤：获取设定路面输入能量、设定路面频率指数和设定车速；
求解所述总目标函数最优时，对应的轮内减振器控制参数的最优值和悬架减振器控制参数的最优值，分别记为轮内减振器最优控制参数和悬架减振器最优控制参数；跳转至执...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦也辰，赵泽，董明明，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11