一种复合制动系统台架的加载控制方法及系统

本发明涉及汽车测试，特别是涉及一种复合制动系统台架的加载控制方法及系统。

背景技术：

1、复合制动系统作为电动汽车的关键部件，常规制动过程可回收部分车辆动能，提升汽车的能量经济性；紧急制动过程可改善车轮滑移率控制性能，提升汽车的制动安全性。其中，汽车复合制动系统在实际装车前，须经过多轮台架测试以检验性能。进一步地，加载控制方法是决定汽车复合制动系统台架性能的关键，严重影响其动态测试性能和振动噪声。

2、目前，现有技术中，电动汽车复合制动系统台架加载控制方法集中于测功机的转速和转矩控制方法，例如前馈控制、最优控制、预测控制与鲁棒控制。但是，上述加载控制方法中需要台架数学模型，而复合制动系统台架常呈现出时变、非线性、不确定性、混合扰动等特征，基于此，实际应用中适用范围局限；尚未考虑台架的振动噪声问题，导致复合制动系统台架振动噪声大，严重影响台架测试过程的舒适感。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明提出了一种复合制动系统台架的加载控制方法，不受限于复合制动系统台架类型、特性与场地环境，适用范围广泛；同时，生成加载测功机的pwm驱动信号时，在逆变器中引入的高次谐波得到充分抑制，降低了振动噪声，提升了台架测试期间的舒适感。

3、本发明的另一个目的在于提出一种复合制动系统台架的加载控制系统。

4、为达上述目的，本发明一方面提出一种复合制动系统台架的加载控制方法，所述方法应用于复合制动系统台架，包括：

5、响应于复合制动系统台架启动，通过实时仿真器计算加载测功机的参考转速；

6、通过传感装置获取所述加载测功机的实际运行数据；

7、基于所述实际运行数据和所述参考转速，得到所述加载测功机的限制参考电流和限制参考电压；

8、基于所述限制参考电流和限制参考电压，生成所述加载测功机的pwm驱动信号；

9、基于所述pwm驱动信号驱动所述加载测功机运行，实时模拟道路负载。

10、本发明实施例的复合制动系统台架的加载控制方法还可以具有以下附加技术特征：

11、在本发明的一个实施例中，所述实际运行数据包括实际转速和实际电流，所述基于所述实际运行数据和所述参考转速，得到限制所述加载测功机的限制参考电流和限制参考电压，包括：

12、对所述加载测功机的实际运行数据进行滤波处理，并基于滤波处理后的数据构建所述加载测功机的动态线性化数据模型；

13、基于所述加载测功机的动态线性化数据模型，得到所述加载测功机的转速伪梯度的估计值和电流伪梯度的估计值；

14、利用无模型约束鲁棒控制的转速控制方式，根据所述加载测功机的转速伪梯度的估计值、参考转速和实际转速，得到所述加载测功机的参考电流和限制参考电流；

15、利用无模型约束鲁棒控制的电流控制方式，根据所述加载测功机的电流伪梯度的估计值、参考电流和实际电流，得到所述加载测功机的限制参考电压。

16、在本发明的一个实施例中，所述利用无模型约束鲁棒控制的转速控制方式，根据所述加载测功机的转速伪梯度的估计值、参考转速和实际转速，得到所述加载测功机的参考电流和限制参考电流，包括：

17、计算所述复合制动台架的加载测功机的转速跟踪误差；

18、根据所述加载测功机的参考转速和实际转速，确定转速误差的性能边界；

19、实时估计所述加载测功机的集总转矩扰动，得到所述集总转矩扰动的估计值；

20、根据转速误差、转速伪梯度的估计值和集总转矩扰动的估计值，计算所述加载测功机的参考转矩，并将所述参考转矩转换为参考电流；

21、对所述参考电流进行幅值和斜率进行约束，得到所述加载测功机的限制参考电流。

22、在本发明的一个实施例中，所述利用无模型约束鲁棒控制的电流控制方式，根据所述加载测功机的电流伪梯度的估计值、参考电流和实际电流，得到所述加载测功机的限制参考电压，包括：

23、计算所述复合制动台架加载测功机的电流跟踪误差；

24、根据所述加载测功机的参考电流和实际电流，确定电流误差的性能边界；

25、实时估计所述加载测功机的集总电压扰动，得到所述集总电压扰动的估计值；

26、根据电流误差、电流伪梯度的估计值和集总电压扰动的估计值，计算所述加载测功机的参考电压；

27、对所述参考电压进行幅值和斜率进行约束，得到所述加载测功机的限制参考电压。

28、在本发明的一个实施例中，所述基于所述限制参考电流和限制参考电压，生成所述加载测功机的pwm驱动信号，包括：

29、利用随机零矢量的方式，根据所述限制参考电压计算电压矢量的作用时间；

30、基于所述电压矢量的作用时间，利用随机载波频率的方式产生锯齿载波，实时计算所述加载测功机的开关管切换时间，并与所述开关管切换时间比较生成所述加载测功机的pwm驱动信号。

31、为达上述目的，本发明另一方面提出一种复合制动系统台架的加载控制系统，所述系统应用于复合制动系统台架，所述系统包括实时仿真器、传感装置、加载测功机、低振动加载控制装置，其中

32、所述实时仿真器，用于响应于复合制动系统台架启动，计算加载测功机的参考转速；

33、所述传感装置，用于获取所述加载测功机的实际运行数据；

34、所述低振动加载控制装置，用于基于所述实际运行数据和所述参考转速，得到所述加载测功机的限制参考电流和限制参考电压；

35、所述低振动加载控制装置，还用于基于所述限制参考电流和限制参考电压，生成所述加载测功机的pwm驱动信号；

36、所述低振动加载控制装置，还用于基于所述pwm驱动信号驱动所述加载测功机运行，实时模拟道路负载。

37、在本发明的一个实施例中，所述低振动加载控制装置包括数据处理与数据模型单元、无模型约束鲁棒转速控制单元、无模型约束鲁棒电流控制单元，其中，

38、所述数据处理与数据模型单元，用于基于所述加载测功机的动态线性化数据模型，得到所述加载测功机的转速伪梯度的估计值和电流伪梯度的估计值；

39、所述无模型约束鲁棒转速控制单元，用于利用无模型约束鲁棒控制的转速控制方式，根据所述加载测功机的参考转速和实际转速，得到所述加载测功机的参考电流和限制参考电流；

40、所述无模型约束鲁棒电流控制单元，用于利用无模型约束鲁棒控制的电流控制方式，根据所述加载测功机的参考电流和实际电流，得到所述加载测功机的限制参考电压。

41、在本发明的一个实施例中，所述无模型约束鲁棒转速控制单元包括转速误差计算模块、转速约束模块、离散转矩扰动观测模块、无模型转速控制模块、电流限制模块，其中，

42、所述转速误差计算模块，用于计算所述复合制动台架的加载测功机的转速跟踪误差；

43、所述转速约束模块，用于根据所述加载测功机的参考转速和实际转速，确定转速误差的性能边界；

44、所述离散转矩扰动观测模块，用于实时估计所述加载测功机的集总转矩扰动，得到所述集总转矩扰动的估计值；

45、所述无模型转速控制模块，用于根据转速误差、转速伪梯度的估计值和集总转矩扰动的估计值，计算所述加载测功机的参考转矩，并将所述参考转矩转换为参考电流；

46、所述电流限制模块，用于对所述参考电流进行幅值和斜率进行约束，得到所述加载测功机的限制参考电流。

47、在本发明的一个实施例中，所述无模型约束鲁棒电流控制单元包括电流误差计算模块、电流约束模块、离散电压扰动观测模块、无模型电流控制模块、电压限制模块，其中，

48、所述电流误差计算模块，用于计算所述复合制动台架加载测功机的电流跟踪误差；

49、所述电流约束模块，用于根据所述加载测功机的参考电流和实际电流，确定电流误差的性能边界；

50、所述离散电压扰动观测模块，用于实时估计所述加载测功机的集总电压扰动，得到所述集总电压扰动的估计值；

51、所述无模型电流控制模块，用于根据电流误差、电流伪梯度的估计值和集总电压扰动的估计值，计算所述加载测功机的参考电压；

52、所述电压限制模块，用于对所述参考电压进行幅值和斜率进行约束，得到所述加载测功机的限制参考电压。

53、在本发明的一个实施例中，所述低振动加载控制装置还包括双随机pwm驱动控制单元，所述双随机pwm驱动控制单元包括矢量切换时间计算模块和随机开关频率pwm生成模块，其中，

54、所述矢量切换时间计算模块，用于利用随机零矢量的方式，根据所述限制参考电压计算电压矢量的作用时间；

55、所述随机开关频率pwm生成模块，用于基于所述电压矢量的作用时间，利用随机载波频率的方式产生锯齿载波，实时计算所述加载测功机的开关管切换时间，并与所述开关管切换时间比较生成所述加载测功机的pwm驱动信号。

56、本发明实施例的复合制动系统台架的加载控制方法和系统，不受限于复合制动系统台架类型、特性与场地环境，适用范围广泛；同时，生成加载测功机的pwm驱动信号时，在逆变器中引入的高次谐波得到充分抑制，降低了振动噪声，提升了台架测试期间的舒适感。

57、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。