[发明专利]基于模型辨识的电动助力制动系统的实验方法及装置

说明书

本发明涉及制动系统摩擦性能技术领域，具体公开了一种基于模型辨识的电动助力制动系统的实验方法及装置，所述实验方法包括：构建电动助力制动系统；通过测量获取所述电动助力制动系统的实验数据；建立LuGre模型；根据测得的实验数据对所述LuGre模型中的静态参数进行辨识；将已辨识到的所述静态参数代入适应度函数，利用遗传算法进行动态参数的辨识。本发明能够准确测量和辨识基于LuGre模型的相关参数，进而得到准确的摩擦模型，从而能够全面地描述电动助力制动系统中的各种摩擦现象，为液压力的控制提供了有力依据。

技术领域

本发明涉及制动系统摩擦性能辨识技术领域，具体涉及一种基于模型辨识的电动助力制动系统的实验方法及装置。

背景技术

制动性能作为评价汽车行驶过程中安全与否的重要标准之一，在汽车行驶安全和驾驶员意图的识别方面有着重要作用。制动系统作为汽车最基础的安全控制系统，对车辆的制动性能有着近乎决定性的影响。电动助力制动系统是将传统液压制动技术的动力替换为电子控制系统，它取消了传统制动系统中的真空供给部件和真空助力部件，用电机来提供助力源，同时保留了成熟的液压部分，可以在电子助力失效时提供备用制动，确保车辆安全。

电动助力制动系统根据传动机构的不同一般分为三种：(1)、“蜗轮蜗杆和齿轮齿条”模式：该模式通过减速增扭作用实现了力矩的放大以及运转状态的转化，结构紧凑、传动平稳、噪声小，可通过自锁模式实现驻车制动，但是对蜗轮蜗杆配合要求较高，传递效率较低。(2)、“齿轮传动与滚珠丝杠或丝杠螺母”模式：该模式结构比较紧凑，正传动及逆传动效率均较好，传动时运转比较平稳，传动精度非常高，但是抗冲击振动性能较差，不具备自锁模式，结构较复杂。(3)、“空心电机与滚珠丝杠或丝杠螺母”模式：结构更为紧凑，整体结构对称布置，安装比较方便，但是成本较高，机构的径向尺寸较大，质量也较大。

摩擦问题是机械领域、控制领域研究的难点和重点，一个合适的摩擦模型可以帮助我们正确理解机械系统的摩擦特性，也有助于控制算法的分析与优化。由于电动助力制动系统中存在着摩擦滞后、预滑动位移、变最大静摩擦力等特性，还存在库伦摩擦、迟滞损失以及系统工作温度对粘滞摩擦的影响，这些非线性因素使得机构的力和速度的关系呈现很大的非线性，因此，传统的静态摩擦模型无法满足要求。而LuGre模型能够比较全面地描述系统中的各种摩擦现象，故本发明采用LuGre模型来描述电动助力制动系统的摩擦特性。但是，LuGre摩擦模型中的相关参数难以直接测量，因此需要一种能够准确测量和辨识该模型相关参数的方法和装置，来得到准确的摩擦模型，进而表征电动助力制动系统机械结构的摩擦特性，为系统液压力的控制提供有力依据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于模型辨识的电动助力制动系统的实验方法及装置，通过测量驾驶员踩踏制动踏板时施加的踏板力、踏板转角、助力顶杆受到的压力、助力电机的实时力矩和电机速度，结合LuGre摩擦模型，经上位机的辨识算法辨识出模型中所需要的参数，从而得到系统准确的摩擦模型。

为实现上述技术目的，一方面，本发明提供了一种基于模型辨识的电动助力制动系统的实验方法，包括:

构建电动助力制动系统，所述电动助力制动系统采用蜗轮蜗杆搭配齿轮齿条的传动结构。

建立LuGre模型。

通过测量获取所述电动助力制动系统的实验数据。

根据测得的实验数据对LuGre模型中的静态参数进行辨识。

将已辨识到的所述静态参数代入适应度函数，利用遗传算法进行动态参数的辨识。