電動(dòng)助力車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、電動(dòng)助力自行車與傳統(tǒng)電動(dòng)自行車的最大不同之處在于二者控制電機(jī)的方式不同，電動(dòng)自行車的控制是一個(gè)開環(huán)的控制方式，全靠人的感覺進(jìn)行調(diào)速，速度會(huì)有一定的延遲性，這個(gè)延遲性正是電動(dòng)自行車事故頻發(fā)的主要原因。電動(dòng)助力自行車是“人力+電力”的控制方式，通過檢測(cè)人力輸出的大小控制電機(jī)的輸出，電機(jī)輸出的助力又會(huì)影響人力的輸出，從而形成了控制上的閉環(huán)。所以電動(dòng)助力自行車在安全性上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)電動(dòng)自行車。目前電動(dòng)助力自行車研發(fā)的熱點(diǎn)都集中在力矩傳感器的研

2、發(fā)，而真正關(guān)乎用戶騎行體驗(yàn)的“騎行控制算法”卻鮮有人問津，現(xiàn)在市面上使用的控制算法大多是簡(jiǎn)單的比例控制調(diào)節(jié)，即人施加了多大的力，輔助電機(jī)按照一定的比例提供相應(yīng)的助力。本文就目前電動(dòng)助力自行車騎行控制算法缺失的大背景下提出自己的控制騎行算法，以達(dá)到更好地的騎行體驗(yàn)。
　　本研究在分析自行車騎行舒適性的基礎(chǔ)上,提出一種評(píng)價(jià)騎行算法優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)提出的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了助力自行車系統(tǒng)的硬件架構(gòu)。探討了基于力矩傳感器技術(shù)的騎行控制算法，包括助

3、力模式選擇、特殊狀態(tài)控制、平穩(wěn)控制算法、斜坡控制算法，并詳細(xì)分析了這些子模塊的控制方案，最后通過實(shí)地騎行驗(yàn)證算法的控制效果。本文還進(jìn)一步研究了無力矩傳感器或力矩傳感器損壞時(shí)備用控制算法，通過對(duì)電動(dòng)助力自行車系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析，建立了助力車動(dòng)態(tài)控制模型，提出了騎行狀態(tài)下力矩估計(jì)方法，討論了“速度跟隨算法”和“人力估計(jì)算法”兩種備用控制算法，并通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)二者性能進(jìn)行驗(yàn)證，最終選擇人力估計(jì)算法作為本系統(tǒng)控制算法設(shè)計(jì)。經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，設(shè)計(jì)的騎行