電動助力車控制系統(tǒng)設計.pdf

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

2、發(fā)，而真正關乎用戶騎行體驗的“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單的比例控制調(diào)節(jié)，即人施加了多大的力，輔助電機按照一定的比例提供相應的助力。本文就目前電動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，以達到更好地的騎行體驗。
　　本研究在分析自行車騎行舒適性的基礎上,提出一種評價騎行算法優(yōu)劣的標準，并根據(jù)提出的標準設計了助力自行車系統(tǒng)的硬件架構。探討了基于力矩傳感器技術的騎行控制算法，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，并詳細分析了這些子模塊的控制方案，最后通過實地騎行驗證算法的控制效果。本文還進一步研究了無力矩傳感器或力矩傳感器損壞時備用控制算法，通過對電動助力自行車系統(tǒng)的動力學分析，建立了助力車動態(tài)控制模型，提出了騎行狀態(tài)下力矩估計方法，討論了“速度跟隨算法”和“人力估計算法”兩種備用控制算法，并通過實驗數(shù)據(jù)對二者性能進行驗證，最終選擇人力估計算法作為本系統(tǒng)控制算法設計。經(jīng)過試驗驗證，設計的騎行