汽車(chē)ass和eps集成系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器及構(gòu)造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種汽車(chē)ASS和EPS集成系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器及構(gòu)造方法，將ASS與EPS作為一個(gè)整體組成整車(chē)非線性系統(tǒng)，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆置于整車(chē)非線性系統(tǒng)之前，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆與整車(chē)非線性系統(tǒng)串聯(lián)復(fù)合成偽線性系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上，對(duì)偽線性系統(tǒng)設(shè)計(jì)線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆和線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器相串聯(lián)構(gòu)成汽車(chē)ASS和EPS集成系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器。采用該控制器可以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)垂直加速度、側(cè)傾角、懸架動(dòng)擾度、整車(chē)橫擺角速度和質(zhì)心偏置角之間非線性解耦控制，可以顯著提高汽車(chē)ASS和EPS集成系統(tǒng)的控制性能。
【專利說(shuō)明】汽車(chē)ASS和EPS集成系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器及構(gòu)造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于車(chē)輛工程設(shè)備的【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆的汽車(chē)ASS和 EPS集成系統(tǒng)控制器及其控制方法，適用于汽車(chē)整車(chē)非線性系統(tǒng)的高性能集成控制。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技水平的不斷發(fā)展，人們對(duì)汽車(chē)的操縱性、平順性、舒適性和行駛安全性等 的性能要求越來(lái)越高。主動(dòng)懸架系統(tǒng)（Active suspension system, ASS)可以有效地降低 各種工況下路面不規(guī)則激勵(lì)對(duì)車(chē)輛造成的過(guò)大加速度，從而可以提高行駛舒適性，改善車(chē) 輛的操縱穩(wěn)定性和平順性，已成為國(guó)內(nèi)外廣大學(xué)者的研究熱點(diǎn)之一。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) (Electric power steering system, EPS)作為一種新型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，所需的零件數(shù)目小于傳 統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所需零件數(shù)目，而且不需要添加任何外圍硬件電路即可改變系統(tǒng)的助 力特性，具有優(yōu)良的操縱輕便性，已經(jīng)成為汽車(chē)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主流技術(shù)。在汽車(chē)正常行駛 過(guò)程中，ASS與EPS之間存在著非線性耦合關(guān)系、兩者必然會(huì)相互干擾、相互影響。因此，為 了消除或降低汽車(chē)ASS與EPS之間的非線性耦合影響，有必要對(duì)ASS與EPS集成系統(tǒng)進(jìn)行 非線性解耦控制。目前對(duì)ASS與EPS集成系統(tǒng)的控制方法主要是基于微分幾何理論的解耦 控制方法。然而該方法需要建立ASS與EPS集成系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型，由于較難獲得系統(tǒng) 精確的數(shù)學(xué)模型，故該控制方法的控制效果欠佳。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有汽車(chē)ASS與EPS集成系統(tǒng)解耦控制技術(shù)的不足，提 供一種提高行駛舒適性，改善車(chē)輛的操縱穩(wěn)定性和平順性，并消除汽車(chē)垂直加速度、側(cè)傾 角、懸架動(dòng)擾度、整車(chē)橫擺角速度和質(zhì)心偏置角之間非線性耦合的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器。
[0004] 本發(fā)明的另一目的是提供汽車(chē)ASS與EPS集成系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器的構(gòu)造方 法。
[0005] 本發(fā)明汽車(chē)ASS與EPS集成系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器采用的技術(shù)方案是：包括神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)逆和線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆和線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器相串聯(lián)構(gòu)成汽車(chē)ASS和EPS集 成系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器，其中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆采用靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加5個(gè)積分器組成，線性閉 環(huán)調(diào)節(jié)器包括垂直加速度調(diào)節(jié)器、側(cè)傾角調(diào)節(jié)器、懸架動(dòng)擾度調(diào)節(jié)器、整車(chē)橫擺角速度調(diào)節(jié) 器和質(zhì)心偏置角調(diào)節(jié)器，線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器對(duì)偽線性系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制；偽線性系統(tǒng)由垂直 加速度子系統(tǒng)、側(cè)傾角子系統(tǒng)、懸架動(dòng)擾度子系統(tǒng)、整車(chē)橫擺角速度子系統(tǒng)和質(zhì)心偏置角子 系統(tǒng)組成，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆與由ASS和EPS作為一個(gè)整體構(gòu)成的整車(chē)非線性系統(tǒng)共同復(fù)合構(gòu)成 等效的偽線性系統(tǒng)。
[0006] 本發(fā)明汽車(chē)ASS與EPS集成系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器的構(gòu)造方法采用的技術(shù)方案 是：依次包括以下步驟：1)將ASS與EPS作為一個(gè)整體組成整車(chē)非線性系統(tǒng)；2)確定整車(chē) 非線性系統(tǒng)的逆系統(tǒng)的輸入輸出變量；3)采用離線訓(xùn)練好的靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加5個(gè)積分器構(gòu) 成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆；4)將主動(dòng)懸架力Fp F2、F3、F4和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)矩Tm的階躍激勵(lì)信號(hào)加到整車(chē) 非線性系統(tǒng)的輸入端，采集垂直加速度az、側(cè)傾角Φ、懸架動(dòng)擾度f(wàn)d、整車(chē)橫擺角速度γ和 質(zhì)心偏置角β，并離線分別求其一階導(dǎo)數(shù)，并對(duì)信號(hào)做規(guī)范化處理，組成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣 本集，對(duì)靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，從而確定靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)權(quán)系數(shù)；5)將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆 置于整車(chē)非線性系統(tǒng)之前，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆與整車(chē)非線性系統(tǒng)串聯(lián)復(fù)合成偽線性系統(tǒng)；形成垂 直加速度的一階偽線性子系統(tǒng)、側(cè)傾角的一階偽線性子系統(tǒng)、懸架動(dòng)擾度的一階偽線性子 系統(tǒng)、整車(chē)橫擺角速度的一階偽線性子系統(tǒng)和質(zhì)心偏置角的一階偽線性子系統(tǒng)；6)對(duì)得到 的5個(gè)所述一階偽線性子系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)垂直加速度調(diào)節(jié)器、側(cè)傾角調(diào)節(jié)器、懸架動(dòng)擾度調(diào) 節(jié)器、整車(chē)橫擺角速度調(diào)節(jié)器和質(zhì)心偏置角調(diào)節(jié)器，并由所述的5個(gè)調(diào)節(jié)器構(gòu)成線性閉環(huán) 調(diào)節(jié)器，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆與線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器共同組成汽車(chē)ASS和EPS集成系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控 制器。
[0007] 本發(fā)明的有益效果是：
[0008] 1、本發(fā)明利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制方法，靜態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用3層MLN網(wǎng)絡(luò)，隱層神 經(jīng)元激活函數(shù)使用S型函數(shù)，輸出層的神經(jīng)元采用純線性函數(shù)，能夠有效改善訓(xùn)練時(shí)神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)的泛化能力、收斂精度以及縮短訓(xùn)練所需用的時(shí)間；
[0009] 2、通過(guò)選用二次型指標(biāo)最優(yōu)方法進(jìn)一步合理設(shè)計(jì)線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)了汽車(chē) ASS與EPS集成系統(tǒng)的高性能協(xié)調(diào)控制；
[0010] 3、本發(fā)明采用的控制方法與傳統(tǒng)ASS與EPS集成系統(tǒng)的控制方法相比，不需要增 加任何硬件設(shè)施，控制算法由軟件編程，成本低，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便，具有廣闊的應(yīng)用前景；
[0011] 4、本構(gòu)造方法的控制器可以有效改善汽車(chē)行駛安全性、乘坐舒適性、操縱性和平 順性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是由ASS與EPS組成整車(chē)非線性系統(tǒng)的示意圖及其等效圖；
[0013] 圖2是整車(chē)非線性系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆構(gòu)成框圖；
[0014] 圖3是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆與整車(chē)非線性系統(tǒng)復(fù)合構(gòu)成的偽線性系統(tǒng)的示意圖及其等效 圖；
[0015] 圖4是由線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器與偽線性系統(tǒng)組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0016] 圖5是采用汽車(chē)ASS和EPS集成系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器對(duì)整車(chē)非線性系統(tǒng)進(jìn)行控 制原理框圖。
[0017] 圖6是本發(fā)明神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器7使用IPG(Car Maker)試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行控制系統(tǒng)實(shí) 施的原理框圖；
[0018] 圖7是IPG (Car Maker)試驗(yàn)平臺(tái)的系統(tǒng)軟件框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020] 如圖1和圖5所示，本發(fā)明汽車(chē)ASS和EPS集成系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器，包括神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)逆4和線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器6,將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆4和線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器6相串聯(lián)構(gòu)成汽車(chē)ASS和 EPS集成系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器7,其中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆4采用靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)41加5個(gè)積分器組 成，線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器6包括垂直加速度調(diào)節(jié)器64、側(cè)傾角調(diào)節(jié)器62、懸架動(dòng)擾度調(diào)節(jié)器63、 整車(chē)橫擺角速度調(diào)節(jié)器64和質(zhì)心偏置角調(diào)節(jié)器65,線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器6對(duì)偽線性系統(tǒng)5進(jìn)行 閉環(huán)控制；偽線性系統(tǒng)5由垂直加速度子系統(tǒng)51、側(cè)傾角子系統(tǒng)52、懸架動(dòng)擾度子系統(tǒng)53、 整車(chē)橫擺角速度子系統(tǒng)54和質(zhì)心偏置角子系統(tǒng)55組成，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆4與整車(chē)非線性系統(tǒng) 3共同復(fù)合構(gòu)成等效的偽線性系統(tǒng)5 ;其中，整車(chē)非線性系統(tǒng)3由ASS1和EPS2作為一個(gè)整 體構(gòu)成，靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)41具有10個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)和5個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)，其中靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)41的第 一個(gè)輸入為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆4的第一個(gè)輸入，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆4的第一個(gè)輸入經(jīng)過(guò)第一個(gè)積分器和 靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)41的第二個(gè)輸入相連接，靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)41的第三個(gè)輸入為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆4的 第二個(gè)輸入，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆4的第二個(gè)輸入經(jīng)過(guò)第二個(gè)積分器和靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)41的第四個(gè)輸 入相連接，靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)41的第五個(gè)輸入為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆4的第三個(gè)輸入，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆4的 第三個(gè)輸入經(jīng)過(guò)第三個(gè)積分器和靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)41的第六個(gè)輸入相連接，靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)41 的第七個(gè)輸入為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆4的第四個(gè)輸入，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆4的第四個(gè)輸入經(jīng)過(guò)第四個(gè)積分 器和靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)41的第八個(gè)輸入相連接，靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)41的第九個(gè)輸入為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆 4的第五個(gè)輸入，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆4的第五個(gè)輸入經(jīng)過(guò)第五個(gè)積分器和靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)41的第十 個(gè)輸入相連接，靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)41的輸出就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆4的輸出。
[0021] 本發(fā)明具體的實(shí)施分以下8步：
[0022] 1、構(gòu)成整車(chē)非線性系統(tǒng)3。如圖1所示，將ASS1與EPS2作為一個(gè)整體組成整車(chē)非 線性系統(tǒng)3,整車(chē)非線性系統(tǒng)3以主動(dòng)懸架力Fp F2、F3、F4和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)矩Tm為輸入，以垂 直加速度^、側(cè)傾角Φ、懸架動(dòng)擾度f(wàn) d、整車(chē)橫擺角速度γ和質(zhì)心偏置角β為輸出。
[0023] 2、通過(guò)分析、等效與推導(dǎo)，為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆的構(gòu)造與學(xué)習(xí)訓(xùn)練提供方法上的根據(jù)。首 先建立整車(chē)非線性系統(tǒng)3的數(shù)學(xué)模型，即靜止坐標(biāo)系下5階微分方程，其向量相對(duì)階為{1， 1，1，1，1}。經(jīng)推導(dǎo)可以證明該5階微分方程可逆，即5逆系統(tǒng)存在，并可確定整車(chē)非線性系 統(tǒng)3的逆系統(tǒng)的輸入變量為垂直加速度az的一階導(dǎo)數(shù)之、側(cè)傾角φ的一階導(dǎo)數(shù)一、懸架動(dòng) 擾度f(wàn)d的一階導(dǎo)數(shù)/',、整車(chē)橫擺角速度Y的一階導(dǎo)數(shù)^和質(zhì)心偏置角β的一階導(dǎo)數(shù) 輸 出變量為整車(chē)非線性系統(tǒng)3的輸入？1、&、&、？4和1'111。從而可以構(gòu)造出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆（4)，為 學(xué)習(xí)訓(xùn)練提供了方法上的根據(jù)，如圖2所示。
[0024] 3、構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆4。如圖2所示，采用靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)41和5個(gè)積分器來(lái)構(gòu)成 動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并用動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近逆系統(tǒng)。其中靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用3層MLN網(wǎng)絡(luò)，輸 入節(jié)點(diǎn)數(shù)為10,隱含節(jié)點(diǎn)數(shù)為18,輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)為5,隱層神經(jīng)元激活函數(shù)使用S型函數(shù)

【權(quán)利要求】
1. 一種汽車(chē)ASS和EPS集成系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器，其特征在于：包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆（4) 和線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器（6)，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆（4)和線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器（6)相串聯(lián)構(gòu)成汽車(chē)主動(dòng)懸架 系統(tǒng)ASS(l)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS (2)集成系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器（7)，其中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 逆⑷采用靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（41)加5個(gè)積分器組成，線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器（6)包括垂直加速度調(diào) 節(jié)器（61)、側(cè)傾角調(diào)節(jié)器（62)、懸架動(dòng)擾度調(diào)節(jié)器（63)、整車(chē)橫擺角速度調(diào)節(jié)器（64)和質(zhì) 心偏置角調(diào)節(jié)器（65)，線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器（6)用于對(duì)偽線性系統(tǒng)（5)進(jìn)行閉環(huán)控制；偽線性 系統(tǒng)（5)由垂直加速度子系統(tǒng)（51)、側(cè)傾角子系統(tǒng)（52)、懸架動(dòng)擾度子系統(tǒng)（53)、整車(chē)橫 擺角速度子系統(tǒng)（54)和質(zhì)心偏置角子系統(tǒng)（55)組成，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆（4)與整車(chē)非線性系統(tǒng) (3) 共同復(fù)合構(gòu)成等效的偽線性系統(tǒng)（5); 所述整車(chē)非線性系統(tǒng)（3)由主動(dòng)懸架系統(tǒng)ASS(l)與電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS(2)作為一 個(gè)整體構(gòu)成，所述的靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（41)具有10個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)和5個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)，其中靜態(tài)神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)（41)的第一個(gè)輸入為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆（4)的第一個(gè)輸入，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆（4)的第一個(gè)輸入經(jīng) 過(guò)第一個(gè)積分器和靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（41)的第二個(gè)輸入相連接，靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（41)的第三個(gè) 輸入為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆（4)的第二個(gè)輸入，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆（4)的第二個(gè)輸入經(jīng)過(guò)第二個(gè)積分器和 靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（41)的第四個(gè)輸入相連接，靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（41)的第五個(gè)輸入為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆 (4) 的第三個(gè)輸入，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆（4)的第三個(gè)輸入經(jīng)過(guò)第三個(gè)積分器和靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（41) 的第六個(gè)輸入相連接，靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（41)的第七個(gè)輸入為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆（4)的第四個(gè)輸入， 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆（4)的第四個(gè)輸入經(jīng)過(guò)第四個(gè)積分器和靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（41)的第八個(gè)輸入相連 接，靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（41)的第九個(gè)輸入為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆（4)的第五個(gè)輸入，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆（4)的 第五個(gè)輸入經(jīng)過(guò)第五個(gè)積分器和靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（41)的第十個(gè)輸入相連接，靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (41)的輸出就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆（4)的輸出。
2. -種汽車(chē)ASS和EPS集成系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器的構(gòu)造方法，其特征在于，包括以下 步驟： 1) 將主動(dòng)懸架系統(tǒng)ASS(l)與電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS(2)作為一個(gè)整體組成整車(chē)非線性 系統(tǒng)（3)，整車(chē)非線性系統(tǒng)（3)以主動(dòng)懸架力Fp F2、F3、F4和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)矩Tm為輸入，以垂 直加速度^、側(cè)傾角Φ、懸架動(dòng)擾度f(wàn) d、整車(chē)橫擺角速度γ和質(zhì)心偏置角β為輸出； 2) 確定整車(chē)非線性系統(tǒng)（3)的逆系統(tǒng)的輸入變量為垂直加速度az的一階導(dǎo)數(shù)4、側(cè)傾 角Φ的一階導(dǎo)數(shù)￥、懸架動(dòng)擾度f(wàn)d的一階導(dǎo)數(shù):/,、整車(chē)橫擺角速度Y的一階導(dǎo)數(shù)，和質(zhì)心 偏置角β的一階導(dǎo)數(shù)A輸出變量為整車(chē)非線性系統(tǒng)⑶的輸入？1、&、&、？1和1'"1; 3) 采用離線訓(xùn)練好的靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（41)加5個(gè)積分器構(gòu)成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆（4)，第一個(gè)積 分器的輸入與逆系統(tǒng)的第一個(gè)輸入變量么相連，第一個(gè)積分器的輸入輸出與靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (41)的第二個(gè)輸入相連；第二個(gè)積分器的輸入與逆系統(tǒng)的第二個(gè)輸入變量#相連，第二個(gè) 積分器的輸出與靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（41)的第四個(gè)輸入相連；第三個(gè)積分器的輸入與逆系統(tǒng)的 第三個(gè)輸入變量相連，第三個(gè)積分器的輸出與靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（41)的第六個(gè)輸入相連；第 四個(gè)積分器的輸入與逆系統(tǒng)的第四個(gè)輸入變量^相連，第四個(gè)積分器的輸出與靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)（41)的第八個(gè)輸入相連；第五個(gè)積分器的輸入與逆系統(tǒng)的第五個(gè)輸入變量0相連，第五 個(gè)積分器的輸出與靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（41)的第十個(gè)輸入相連；靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（41)的輸出就是 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆（4)的輸出； 4) 將主動(dòng)懸架力Fi、F2、F3、F4和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)矩Tm的階躍激勵(lì)信號(hào)加到整車(chē)非線性系統(tǒng) (3)的輸入端，采集垂直加速度a z、側(cè)傾角Φ、懸架動(dòng)擾度f(wàn)d、整車(chē)橫擺角速度γ和質(zhì)心偏 置角β，并離線分別求其一階導(dǎo)數(shù)，并對(duì)信號(hào)做規(guī)范化處理，組成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本集， 對(duì)靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（41)進(jìn)行訓(xùn)練，從而確定靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（41)的各個(gè)權(quán)系數(shù)； 5) 將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆（4)置于整車(chē)非線性系統(tǒng)（3)之前，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆（4)與整車(chē)非線性系 統(tǒng)（3)串聯(lián)復(fù)合成偽線性系統(tǒng)（5);形成垂直加速度的一階偽線性子系統(tǒng)（51)、側(cè)傾角的一 階偽線性子系統(tǒng)（52)、懸架動(dòng)擾度的一階偽線性子系統(tǒng)（53)、整車(chē)橫擺角速度的一階偽線 性子系統(tǒng)（54)和質(zhì)心偏置角的一階偽線性子系統(tǒng)（55); 6) 對(duì)得到的5個(gè)所述一階偽線性子系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)垂直加速度調(diào)節(jié)器￠1)、側(cè)傾角調(diào)節(jié) 器（62)、懸架動(dòng)擾度調(diào)節(jié)器（63)、整車(chē)橫擺角速度調(diào)節(jié)器（64)和質(zhì)心偏置角調(diào)節(jié)器（65)， 并由所述的5個(gè)調(diào)節(jié)器構(gòu)成線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器（6)，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆（4)與線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器（6) 共同組成汽車(chē)ASS和EPS集成系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器（7)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車(chē)ASS和EPS集成系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器的構(gòu)造方法，其 特征在于：所述步驟3)中的靜態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（41)采用3層MLN網(wǎng)絡(luò)，輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)為10， 隱含節(jié)點(diǎn)數(shù)為18,輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)為5,隱層神經(jīng)元激活函數(shù)使用S型函數(shù)/(x) = ^^，輸 e +e 出層的神經(jīng)元采用純線性函數(shù)f(x) = X，X為神經(jīng)元的輸入。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車(chē)ASS和EPS集成系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器的構(gòu)造方法，其 特征在于：所述步驟4)采用帶動(dòng)量項(xiàng)和變學(xué)習(xí)率的誤差反傳 BP算法對(duì)靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（41) 進(jìn)行訓(xùn)練，經(jīng)過(guò)1000次訓(xùn)練，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出均方誤差小于〇. 01。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車(chē)ASS和EPS集成系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器的構(gòu)造方法，其 特征在于：所述步驟6)中的5個(gè)調(diào)節(jié)器均選用二次型指標(biāo)最優(yōu)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，并由所述的 5個(gè)調(diào)節(jié)器構(gòu)成線性閉環(huán)調(diào)節(jié)器（6)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車(chē)ASS和EPS集成系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器的構(gòu)造方法，其 特征在于：所述步驟6)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器（7)采用IPG(Car Maker)實(shí)現(xiàn)來(lái)控制汽車(chē) ASS(l)和EPS(2)集成系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】G05B13/04GK104049535SQ201410244188
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】陳龍, 孫曉東, 黃晨, 江浩斌, 汪少華, 殷春芳, 李可 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)