一种电子机械制动系统的电机控制方法技术方案

本发明专利技术提出的一种电子机械制动系统的电机控制方法，该控制方法采用模糊控制器，以车轮实际滑移率Ｓ与系统设定的最佳期望滑移率Ｓ０的误差Ｅ，以及误差Ｅ的变化率ＥＣ作为模糊控制器的双输入，通过模糊控制查表法得到电机电流的变化量Ｕ。本发明专利技术的电机控制方法的响应速度快，超调量小，可以提高电子机械制动系统对各种路面的适应能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设计汽车制动
，具体涉及。
技术介绍
电子机械制动系统的制动力矩通过安装在四个轮胎上的由电机驱动的制动机构产生，与传统的液压制动系统相比，可以简化制动系统的结构、便于布置、装配和维修。而由 于制动过程中车况的多变及轮胎的非线性控制，需要对电子机械制动系统的电机提供一种 响应速度快，超调量小，可以提高对各种路面的适应能力的控制算法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供，其 响应速度快，超调量小，可以提高电子机械制动系统对各种路面的适应能力。本专利技术的工作原理如图1，包括如下步骤A、数据采集控制器采集安装在车轮上的轮速传感器的脉冲信号，得到各车轮轮 速角速度信号；通过车轮轮速信号，计算车速V，根据公式S = 1-ωΓ/ν(ω代表轮速角速 度，V代表车速)，得到整车实际的滑移率S ；B、控制器根据实际滑移率S与最佳期望滑移率SO的误差值E及误差值E求微分 后得到误差变化率EC，以误差值E和误差变化率EC作为模糊控制器的输入量，通过模糊控 制查表法得到输出量U，所述U为电子机械制动系统中力矩电机电流的变化量，当误差E越 大时，输出量U应尽可能快的减少误差Ε，而当误差E越小时，输出量U的控制由EC主导，EC 越大，输出U越小。这种模糊推理控制规则是根据本领域专家的手动控制规则制定的，制定 规则的原则是当误差较大时，控制量应当尽可能快地减少误差，当误差较小时，除了消除 误差外，还必须考虑系统的稳定性，以避免不需要的超调和震荡。C、控制器根据输出量U来增加或减小电机的电流，从而增大或减小制动力矩。本专利技术的电子机械制动系统的工作原理如图1。本专利技术所建立的模糊控制对输入量E和EC和输出变量的模糊化是这样实现的通 过公式y= (n-m)*/(b-a)，其中为控制器输入变量的实际范围， 为模糊子集论域，将实际输入量E和EC转化到模糊子集论域中的变量Yl和Υ2，再通过三角 形隶属函数转化成输入变量E和EC的模糊值；模糊控制器的输出量U的隶属函数也采用三 角形隶属函数。输入和输出的三角形隶属函数的级数相同并且根据需要定义。通常定义为 5级。本专利技术对模糊控制推理过程输出的模糊子集的反模糊化可通过重心法进 行精确化计算，得到模糊控制器的精确输出量U，模糊控制器的反模糊化计算公式为 -其中是输出量υ的隶属函数值，Θ ^为对应的 )模糊控制器的输出量U的模糊子集论域值。也可通过其他方法反模糊化。所述电机可选用脉宽调控(PWM)电机。执行调控的电机选用脉宽调控(PWM)电 机，本专利技术的模糊控制的输出量U为百分比，输出量作为脉宽调控电机的脉宽调控占空比 (PWM)。根据本专利技术提出的，关键在于该控制方法 采用模糊控制器，以车轮实际滑移率S与系统设定的最佳期望滑移率SO的误差E，以及误 差E的变化率EC作为模糊控制器的双输入，通过模糊控制查表法得到控制输出，输出量为 电机电流的变化量U。使用本专利技术，可以利用模糊控制系统不需要控制对象的精确数学模型，响应速度 快，超调量小的特性，改善电子机械制动系统的响应特性，提高对各种路面的适应能力。附图说明图1为本专利技术的电子机械制动系统的工作原理图；图2为本专利技术的模糊控制的控制模型；图3为本专利技术的模糊控制输入和输出函数图；图4为本专利技术的模糊推理过程的手动控制规则。具体实施例方式下面详细描述本专利技术的实施例。电子机械式制动系统的主要控制目标是要在整个制动过程中让实际滑移率S始 终跟踪期望滑移率S0，以产生最大的路面附着系统，从而在各种不同路面情况下均能得到 较好的制动性能。本实施例的模糊控制的数学控制模型如图2。本实施例以公式S = 1-ωι·/ν(ω代 表轮速角速度，V代表车速)通过除法器和加减器得到实际滑移率S，通过加减器与期望滑 移率SO相减得到误差值E，E通过微分得到误差变化率EC，E和EC作为模糊控制器的控制 表(2-D)的两个输入，通过查表得到输出U，本例的输出U为脉宽调控(PWM)电机的脉宽调 控占空比(PWM)。模糊控制器的工作原理如下1、选择系统的输入量、输出量；2、将输入变量的精确值变为模糊量；3、根据输入变量(模糊量)及模糊控制规则，按模糊推理合成规则计算模糊控制 量；4、由上述得到的模糊控制量计算精确的控制量。模糊控制系统的输入量为电子机械制动系统的实际滑移率S与期望滑移率SO的 误差值E以及误差值E的变化率EC ；输出量U为实际电子机械制动系统中力矩电机电流的变化量。 E、EC和输出量U的隶属度函数如图3所示。通过公式y = (n-m) * / (b-a)，其中为模糊控制器输入变量的实际范围，为模糊子集论域，将实际输入 量E和EC转化到模糊子集论域中的变量Yl和Y2，再通过三角形隶属函数转化成输入变量 E和EC的模糊值；模糊化过程的输出量U的隶属函数也采用三角形隶属函数。这里三角形 隶属函数的变量等级均为5级，并且输入变量E、EC和输出变量U的隶属度函数是均勻分布 的。模糊控制器的模糊控制规则模糊推理形式为IF E = Ai and EC = Bi THEN U =Ci ；其中Ai为误差模糊子集，Bi为误差变化模糊子集，Ci为输出量模糊子集，根据手动 控制策略，总结出25条模糊控制规则，如图4所示。其中，手动控制策略的设计原则为当 误差较大时，控制量应当尽可能快地减少误差，当误差较小时，除了消除误差外，还必须考 虑系统的稳定性，以避免不需要的超调和震荡。具体为当误差E较大时，输出量U应尽可 能快的减少误差，而当误差E较小时，输出量U的控制由EC主导，EC越大，输出量U越小。通过反模糊化将上述过程得到的输出控制量U的模糊子集计算精确的控制量。反模糊化公式为 是输出隶属函数值，θ )为对应的控制输出量U的模糊子集论域值。由上述过程求出控制表，置于模糊控制器中，对应不同的实际滑移率误差及其误 差变化率，通过查表即可得到模糊控制器的输出量U，输出量U为百分比形式，也就是电机 的控制量。本例中的输出量为脉宽调控电机的脉宽调控占空比(PWM)，脉宽调控电机通过控 制电机输入电流的大小来控制电机的输出转矩，再通过行星齿轮、皮带轮、螺杆螺母，使螺 母产生压紧力，最终得到制动力矩。权利要求，其特征在于包括如下步骤A、数据采集控制器采集安装在车轮上的轮速传感器的脉冲信号，得到各车轮轮速角速度信号；通过车轮轮速信号，计算车速V，根据公式S＝1-ωr/V(ω代表轮速角速度，V代表车速)，得到整车实际的滑移率S；B、控制器根据实际滑移率S与目标滑移率S0的误差值E及误差值E求微分后得到误差变化率EC，以误差值E和误差变化率EC作为模糊控制器的输入量，通过模糊控制查表法得到输出量U，所述U为电子机械制动系统中力矩电机电流的变化量，其控制原则如下当误差E较大时，输出量U应尽可能快的减少误差E，而当误差E较小时，输出量U的控制由EC主导，EC越大，输出量U越小。C、控制器根据输出量U来增加或减小电机的电流，从而增大或减小制动力矩。2.根据权利要求1所述的电子机械制动系统的电机控制方法，其特征在于所述模糊控 制器的模糊化通过公式y = (n-mXx-OD-^AVOD-a)，其中为模糊控制器输入变 量的实际范围，为模糊子集论域，将实际输入量E和EC转化到模糊子集论域中的变 量Yl和Y2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子机械制动系统的电机控制方法，其特征在于包括如下步骤：Ａ、数据采集：控制器采集安装在车轮上的轮速传感器的脉冲信号，得到各车轮轮速角速度信号；通过车轮轮速信号，计算车速Ｖ，根据公式Ｓ＝１－ωｒ／Ｖ（ω代表轮速角速度，Ｖ代表车速），得到整车实际的滑移率Ｓ；Ｂ、控制器根据实际滑移率Ｓ与目标滑移率Ｓ０的误差值Ｅ及误差值Ｅ求微分后得到误差变化率ＥＣ，以误差值Ｅ和误差变化率ＥＣ作为模糊控制器的输入量，通过模糊控制查表法得到输出量Ｕ，所述Ｕ为电子机械制动系统中力矩电机电流的变化量，其控制原则如下：当误差Ｅ较大时，输出量Ｕ应尽可能快的减少误差Ｅ，而当误差Ｅ较小时，输出量Ｕ的控制由ＥＣ主导，ＥＣ越大，输出量Ｕ越小。Ｃ、控制器根据输出量Ｕ来增加或减小电机的电流，从而增大或减小制动力矩。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜金枝，
申请(专利权)人：奇瑞汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]