一种自适应电助力单车扭矩控制方法及控制系统
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2023-09-27 10:14:28
本发明公开了一种自适应电助力单车扭矩控制系统,可以运行自适应电助力单车扭矩控制方法,包括:踩踏力矩获取模块,阻力矩获取模块,驱动轮输出扭矩计算模块,链轮输出扭矩计算模块,参考模型计算模块,被控对象计算模块,自适应率计算模块。本发明通过参考模型与驱动轮输出扭矩的乘积和驱动轮角速度的差值判断骑行工况,根据骑行工况选择不同的自适应率系数的增益,可以快速提供力矩,提供输出。
本发明提供了一种自适应电助力单车扭矩控制系统及控制方法,以解决现有技术中传统有力矩传感器的控制方案对电机控制器的主控芯片要求较高,且无法保证力矩稳定跟随的问题。本发明提供了一种自适应电助力单车扭矩控制方法,包括:起动过程、骑行过程;所述起动过程包括如下步骤:步骤A1:预设最短起动时间,预设起动力矩;步骤A2:当踩踏力矩持续时间大于最短起动时间,且踩踏力矩持续时间内的平均踩踏力矩大于起动力矩时,进入骑行过程;所述骑行过程包括如下步骤:步骤S1:预设有效力矩;步骤S2:获取踩踏力矩、链轮输出扭矩、阻力矩,建立被控对象模型、参考模型;步骤S3:根据踩踏力矩、链轮输出扭矩计算驱动轮输出扭矩;步骤S4:根据链轮输出扭矩与阻力矩的差值、被控对象模型,计算后轮电机需要调整的驱动轮角速度;步骤S5:根据参考模型与驱动轮输出扭矩的乘积和驱动轮角速度的差值获取骑行工况,根据骑行工况选择自适应率中自适应率系数的增益值,根据自适应率系数的增益值、驱动轮
传统的电动助力自行车控制系统主要分为无力矩传感器的控制系统和有力矩传感器的控制系统,其中无力矩传感器的控制系统使用较广,其控制原理为,使用霍尔元件测量骑行者的踩踏速度,通过助力比来计算电机的输出扭矩;有力矩传感器的控制系统则直接依据骑行者的踩踏力度来计算电机的输出扭矩,采用这种控制方式的控制系统,电机的输出扭矩对人的踩踏力有较强的跟随性。但在传统的无力矩传感器的控制系统方案中,通过估算踩踏力信号来控制电机输出扭矩,导致系统有较大的延时,无法获得较好的跟随性;在有力矩传感器的控制系统方案中,电机输出需要复杂的建模分析,对电机控制器的主控芯片要求较高,且无法保证整个系统的稳定性。
此技术是江苏科技大学魏海峰研发,培养高等学历人才,促进科学技术发展。机械制造、焊接、船舶与海洋工程结构力学、轮机工程学科研究生学历教育船舶专业学科、应用物理学、生物技术、统计学、高分子材料工程、焊接技术与工程、机械电子工程、测控技术与仪器、财务管理、物流管理、公共事业管理本科学历教育相关科学研究、科技服务
本发明的有益效果:
1、将电助力单车模型化,用被控对象模型逼近参考模型的方法,使得整个系统逐渐趋于稳定。
2、本发明通过参考模型与驱动轮输出扭矩的乘积和驱动轮角速度的差值判断骑行工况,根据骑行工况选择不同的自适应率系数的增益,尤其在上坡工况下可以快速提供力矩,提供输出。
3、被控对象模型逼近参考模型中采用采用了李雅普诺夫第二法的设计方法,自适应率科学有效。
技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地保定,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。