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专利号: 201910679967X
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电磁式主动悬架作动器节能抗干扰控制系统,其特征是:其以电磁作动器(1)输出的实速度v、电流id、iq,还有给定的参考速度v*、给定的参考电流 以及实际力矩F和给定力矩F*相比较得到的力矩误差eF作为输入、以控制电压u为输出,其包括节能抗干扰控制器(3)和低速控制器(26),节能抗干扰控制器(3)由优化控制器(23)、扰动观测器(4)、线性控制器(24)、能量控制器(25)和力矩PI模块(29)组成,电磁作动器(1)的输出端分别连接低速控制器(26)、优化控制器(23)、扰动观测器(4)、线性控制器(24)和能量控制器(25),电磁作动器(1)的输出端经力矩检测模块(28)连接力矩PI模块(29)的输入端,力矩PI模块(29)的输出端分别连接线性控制器(24)和能量控制器(25)和输入端,扰动观测器(4)的输出端连接优化控制器(23)的输入端,能量控制器(25)的输出端连接线性控制器(24),优化控制器(23)、线性控制器(24)与低速控制器(26)相并联后连接电磁作动器(1)的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种电磁式主动悬架作动器节能抗干扰控制系统,其特征是:

所述的扰动观测器(4)的输入值为速度v和电流id、iq、输出值为扰动估计值f;所述的优化控制器(23)的输入值为参考电流 扰动估计值f、速度v和电流id、iq、输出值为控制电压u1;

所述的力矩检测模块(28)的输入值是速度v和电流id、iq、输出值是实际力矩F;所述的力矩误差eF输入到力矩PI模块(29),力矩PI模块(29)的输出是力矩g;所述的能量控制器(25)的输入值为力矩g、速度v和电流id、iq、输出值为节能电压z:所述的线性控制器(24)的输入值为力矩g、节能电压z、速度v和电流id、iq、输出值为控制电压u3:所述的低速控制器(26)的输入值为给定参考速度v*和速度v、输出值为控制电压u2=Kx,K为最优增益矩阵,电磁作动器(1)的状态变量x=[id iq v]T,T是矩阵转置;所述的控制电压u=u1+u2+u3。

3.根据权利要求2所述的一种电磁式主动悬架作动器节能抗干扰控制系统,其特征是:

低速控制器(26)包括速度判定模块(61)、积分型PI控制模块(31)、K-均值聚类算法模块(41)和误差限制模块(51);速度判定模块(61)判定速度的大小,当给定的参考速度v*低于预设的临界速度vdef时,速度判定模块(61)输出低速度vl信号,且vl=v*;当给定的参考速度v*高于或等于临界速度vdef时,速度判定模块(61)输出高速度vh信号,且vh=v;速度判定模块(61)输出的高速度vh或者低速度vl与速度v相比较得到速度误差值ev作为积分型PI控制模块(31)的输入,积分型PI控制模块(31)输出控制电压u2;采用K-均值聚类算法模块(41)和误差限制模块(51)选取最优增益矩阵K。

4.根据权利要求3所述的一种电磁式主动悬架作动器节能抗干扰控制系统,其特征是:

对所述的速度误差值ev分别求积分和求导得到∫ev(τ)dτ和 对速度判定模块(61)输出的高速度vh或者低速度vl求一阶导数,得到 或者 组成K-均值聚类算法模块(41)的训练样本集 或者 离线训练得到聚类算法的优化控制电压u'd2、u'q2,将优化控制电压u'd2、u'q2与控制电压ud2、uq2相比较得到电压误差eud、euq,电压误差eud、euq输入到误差限制模块(51),误差限制模块(51)求得最优增益矩阵K。

5.根据权利要求2所述的一种电磁式主动悬架作动器节能抗干扰控制系统,其特征是:

电磁作动器(1)由功率变换器模块(2)、交流直线电机(14)和电流坐标变换模块(15)构成,功率变换器模块(2)串联在交流直线电机(14)和电流坐标变换模块(15)之前,功率变换器模块(2)由电压坐标变换模块(11)、PWM模块(12)和逆变器(13)依次串接组成,电压坐标变换模块(11)的输入为控制电压u,交流直线电机(14)的输出为速度v,电流坐标变换模块(15)的输出为电流id、iq。

6.根据权利要求2所述的一种电磁式主动悬架作动器节能抗干扰控制系统,其特征是:

所述的扰动估计值 fd、fq为时变参数和外部

负载力矩造成的扰动估计值,Rs为电机定子电阻,Ld、Lq为定子的d-q旋转坐标系下电感,p为电机磁极对数,Φ为动子磁链。

7.根据权利要求5所述的一种电磁式主动悬架作动器节能抗干扰控制系统,其特征是:

所述的控制电压 ud1、uq1是u1的d、q分量,Rs为定

子电阻,Ld、Lq为定子的d-q旋转坐标系下电感,p为电机磁极对数,Φ为动子磁链,fd、fq为时变参数和外部负载转矩造成的扰动估计值。

8.根据权利要求2所述的一种电磁式主动悬架作动器节能抗干扰控制系统,其特征是:

所述的节能电压 jTz=0,j为线性化系数矩阵,jd、jq为j的d、q

分量,T为矩阵转置,λ(i,v)为线性化函数。

9.根据权利要求2所述的一种电磁式主动悬架作动器节能抗干扰控制系统,其特征是:

所述的控制电压 ud3、uq3为u3在d-q旋转坐标系下的d、

q分量,j为线性化系数矩阵,jd、jq分别为j的d、q分量,λ(i,v)为线性化函数。