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专利号: 2024114080005
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种轮毂电机驱动汽车容错控制方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、使用式(1)进行轮毂电机驱动汽车受力分析:                      (1)式(1)中, 为车辆的横摆角速度, 为车辆的纵向速度, 为车辆的横向速度, 为车辆的质量, 为车辆的转动惯量, 为车辆前轮转角, 为空气阻力复合系数, 为车辆相对纵向速度, 为空气阻力, 为车辆的前轴合成侧向力, 为车辆的后轴合成侧向力,为车辆的前轴合成纵向力, 为车辆的后轴合成纵向力, 为车辆前轴距离质心的距离,为车辆后轴距离质心的距离, 为车辆的附加横摆力矩, 为前轴轮胎合成侧偏刚度, 为后轴轮胎合成侧偏刚度, 为右前轮纵向力, 为左前轮纵向力, 为右后轮纵向力, 为左后轮纵向力;

步骤2、使用式(2)计算轮胎侧偏刚度:                  (2)式(2)中, 、 、 、 分别为前轮轮胎的标称侧偏刚度、后轮轮胎的标称侧偏刚度、前轮轮胎侧偏刚度变化的幅值、后轮轮胎侧偏刚度变化的幅值; 为前轮轮胎侧偏刚度的最大值, 为后轮轮胎侧偏刚度的最大值, 为前轮轮胎侧偏刚度的最小值, 、 是前后轮胎侧偏刚度调节系数,取;

步骤3、使用式(3)完成轮毂电机故障建模:                       (3)式(3)中, 是故障后轮毂电机的输出转矩, 是轮毂电机期望输出转矩,是轮毂电机故障系数, 是轮毂电机偏置故障转矩;

步骤4、根据实时采取的车辆各轮毂电机实际输出转矩和期望输出转矩,计算各轮毂电机的故障系数,完成考虑轮毂电机故障的轮毂电机驱动汽车模型设计;

步骤5、设计容错控制器,完成考虑轮毂电机故障的轮毂电机驱动汽车闭环增广控制系统设计;

所述步骤4包括:步骤4.1、使用式(4)描述轮毂电机驱动汽车动力学模型:    (4)

式(4)中, , , ,

, ;

为轮胎有效半径, 分别为右前轮、左前轮、右后轮、左后轮轮毂电机期望输出转矩, 分别为右前轮、左前轮、右后轮、左后轮轮毂电机偏置故障转矩;

步骤4.2、分别选取四个轮毂电机故障系数,为轮毂电机驱动汽车Takagi‑Sugeno模糊模型的前件变量;

     (5);

式(5)中, 为变量 的最大值, 为变量 的最小值, 为变量的最大值, 为变量 的最小值, 为变量 的最大值, 为变量 的最小值, 为变量 的最大值, 为变量 的最小值, 、、 、 、 、

、 分别为隶属度函数;

步骤4.3、根据实时采取的车辆各轮毂电机实际输出转矩和期望输出转矩,计算各轮毂电机的故障系数,计算 的隶属度函数,使用式(6)完成考虑轮毂电机故障的轮毂电机驱动汽车模型设计:    (6);

式(6)中,为归一化的隶属度函数;

所述步骤5包括:

步骤5.1、定义增广的状态矩阵 ,使用式(7)完成考虑轮毂电机故障的轮毂电机驱动汽车增广控制系统设计:(7)

式(7)中, , , , ;

步骤5.2、使用式(8)设计容错控制器:  (8)

式(8)中,是容错控制器增益,为归一化的隶属度函数;

步骤5.3、将设计的容错控制器带入式(7)可得考虑轮毂电机故障的轮毂电机驱动汽车闭环增广控制系统:    (9);

式(9)中,通过调节 控制考虑轮毂电机故障的轮毂电机驱动汽车闭环增广控制系统;

且使用式(10)计算系统控制输出:    (10);

式(10)中,系统控制输出为车辆纵向车速实际值与纵向车速目标值的差值、车辆横摆角速度实际值与横摆角速度目标值的差值。

2.一种电子设备,包括存储器以及处理器,其特征在于,所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1中所述容错控制方法的程序,所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

3.一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1所述容错控制方法的步骤。