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专利号: 201810854123X
申请人: 南通耐维特电源有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种动力辅助系统,其特征在于,包括:

驱动电机,其设置在自行车上,所述驱动电机通过一分级控制器进行驱动控制;

第一比较器,其第一输入端连接一心率传感器的输出端,所述心率传感器采集骑行者的心率,所述第一比较器的第二输入端输入所述骑行者的期望心率信号;

第二比较器,其第一输入端连接一力矩传感器的输出端,所述力矩传感器采集所述骑行者的输出力矩信号,所述第二比较器的第二输入端输入理想力矩信号;

其中,所述第一比较器和第二比较器的输出端分别与所述分级控制器的输入端连接。

2.一种如权利要求1所述的动力辅助系统的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、设置骑行时所要保持的期望心率值Hd,实时采集骑行者的输出力矩T和心率H;

步骤二、根据期望心率Hd与骑行者加设备的重量W调整所述理想力矩Td的值;

步骤三、分级控制器根据采集的力矩误差e1和心率误差e2,对驱动电机进行分级控制,其中,力矩误差e1=T-Td,心率误差e2=H-Hd。

3.如权利要求2所述的动力辅助系统的控制方法,其特征在于,所述步骤一中,对采集的输出力矩T和心率H通过指数权重移动平均模型进行滤波处理,该模型为:YK=SK,K=0;

YK=SK,K=1;

YK=ASK+BSK-1+(1-A-B)SK-2,K>1;

其中,系数A与B为介于0-1之间的实数,且A与B之和小于1,SK为第K次采样值,YK为滤波后的第K次采样值。

4.如权利要求2所述的动力辅助系统的控制方法,其特征在于,所述步骤二中,所述理想力矩Td值的调整方法如式(1)所示:其中Q为权值,W为骑行者加设备重量。

5.如权利要求2所述的动力辅助系统的控制方法,其特征在于,所述步骤三中,分级控制的方法包括以下步骤:步骤A、根据力矩误差e1和心率误差e2的大小划分若干级别的助力区,每个级别的助力区对应不同的PID控制参数;

步骤B、实时判断采集到的力矩误差e1和心率误差e2落入到哪个助力区,通过该助力区对应的PID控制参数对驱动电机进行驱动控制。

6.如权利要求5所述的动力辅助系统的控制方法,其特征在于,根据力矩误差e1和心率误差e2的大小,将以力矩误差e1为纵坐标、心率误差e2为横坐标的坐标区域划分为三个级别助力区,划分过程为:第一步、设置心率误差分级常量a、b,a=-(Hd×10%),b=Hd×20%;

第二步、设置力矩误差分级常量c、d,c=-(Td×10%);d=Td×80%;

其中,力矩误差e1<c、力矩误差c≤e1≤d且心率误差e2≤a的区域为零级助力区Z0;力矩误差e1>d、力矩误差c≤e1≤d且心率误差a<e2≤b的区域为一级助力区Z1;力矩误差c≤e1≤d且心率误差b<e2的区域为二级助力区Z2。

7.如权利要求6所述的动力辅助系统的控制方法,其特征在于,当采集到的力矩误差e1和心率误差e2落入到零级助力区Z0时,分级控制器不开启助力;当采集到的力矩误差e1和心率误差e2落入到一级助力区Z1时,分级控制器开启助力驱动控制,一级助力区Z1对应的PID控制参数为:KP=8,KI=0.2,KD=1;当采集到的力矩误差e1和心率误差e2落入到二级助力区Z2时,分级控制器开启助力驱动控制,二级助力区Z2对应的PID控制参数为:KP=13,KI=

0.8,KD=3。