[发明专利]一种线控制动系统及一种主缸液压力时滞补偿控制方法

权利要求书

1.一种线控制动系统主缸液压力时滞补偿控制方法，其特征在于：包括一种线控制动系统，其包括：电气模块A，机械液压模块B；其中，所述电气模块包括：车速传感器(2)、制动踏板位移传感器(3)、制动踏板速度传感器(4)、电子控制单元(1)、电机控制器(5)，电子控制单元(1)与车速传感器(2)、制动踏板位移传感器(3)、制动踏板速度传感器(4)电气连接，电子控制单元(1)接收车速信号、制动踏板位移信号、制动踏板速度信号，计算制动主缸(9)目标液压力P_sT；电子控制单元(1)与电机控制器(5)电气连接，电子控制单元(1)发送目标液压力指令到电机控制器(5)，电机控制器(5)根据接收到的目标液压力指令计算电机目标输出转矩T_mT；电机控制器(5)与电机电气连接，发送目标转矩指令到电机，进而控制电机输出目标转矩；机械液压模块B包括：制动电机(6)、制动减速装置(7)、制动主缸(9)活塞(8)、制动主缸(9)、右后制动轮缸(10)、右后轮缸电磁阀(11)、左前制动轮缸(12)、左前轮缸电磁阀(13)、左后制动轮缸(14)、左后轮缸电磁阀(15)、右前制动轮缸(16)、右前轮缸电磁阀(17)；其中，制动电机(6)、制动减速装置(7)、制动主缸(9)活塞(8)、制动主缸(9)依次机械连接；制动主缸(9)通过液压管路与右后轮缸电磁阀(11)、右后制动轮缸(10)依次连接，制动主缸(9)通过液压管路与左前轮缸电磁阀(13)、左前制动轮缸(12)依次连接，制动主缸(9)通过液压管路与左后轮缸电磁阀(15)、左后制动轮缸(14)依次连接，制动主缸(9)通过液压管路与右前轮缸电磁阀(17)、右前制动轮缸(16)依次连接；电子控制单元(1)与右后轮缸电磁阀(11)、左前轮缸电磁阀(13)、左后轮缸电磁阀(15)、右前轮缸电磁阀(17)电气连接；电气模块输出信号至电机的过程中存在时间滞后，且滞后时间为τ；

控制方法包括以下步骤：

步骤1：制动过程中，电子控制单元(1)采集车速信号、制动踏板位移信号、制动踏板速度信号，计算制动主缸(9)目标液压力P_sT(k+1)，并发送目标液压力指令到电机控制器(5)；

步骤2：电机控制器(5)基于线控制动系统模型，求解时滞补偿控制器及系统的优化控制输出，并控制制动电机(6)输出目标转矩T_mT^*(k+1)实现制动；步骤2中时滞补偿控制器求解方法为：

21)建立线控制动系统模型：

式中，θ_m为制动电机(6)输出转角，P_s为制动主缸(9)液压力，P_w为制动轮缸液压力，y＝P_s，u＝T_m，T_m为制动电机(6)输出扭矩，T_s为采样时间，

C＝[1 0 1 0]

J_m为制动电机(6)旋转部件的总的等效转动惯量，P_h为制动减速装置(7)的输出位移，m_s为制动主缸(9)活塞(8)的质量，C_m为制动电机(6)的等效阻尼系数，A_s为制动主缸(9)受压面积，L_s为轮缸活塞的初始行程，β为体积弹性模量，L₀为制动主缸(9)圆柱腔体初始长度，dP_s为制动主缸(9)液压力变化量，K为线性化系数，A_w为轮缸活塞的截面积，k_w为制动盘弯曲产生的等效刚度，k为表示第k时刻；

22)基于线控制动系统模型，及目标主缸液压力P_sT，反解制动电机(6)目标输出扭矩T_mT(k+1)；

23)求解时滞补偿系数矩阵S_x，S_u：

式中，τ表示系统延时，A_d＝(E+T_sA)，N表示预测窗格长度；

24)求解时滞补偿控制器U^*(k)：

式中，

E_p(k+1|k)＝T_mT(k)-S_xx(k)-Iy(k)，I＝1,

K_y,K_u为适阶权值系数矩阵；

25)系统的优化控制输出u(k)：

即第k+1时刻电机目标输出扭矩为：

至此，线控制动系统主缸液压力时滞补偿控制器设置完毕。