一种电动式主动稳定杆的控制系统及其控制方法与流程

技术特征：

1.一种电动式主动稳定杆的控制系统，其特征包括：控制单元、陀螺仪传感器、转子位置传感器、电流传感器；

所述控制单元包括：姿态检测电路、电机转子位置信号处理电路、电流采样电路、电机矢量驱动及过流保护电路、主控芯片；

所述姿态检测电路通过所述陀螺仪传感器获取车辆的车身姿态信号并提供给主控芯片；

所述转子位置传感器获取直流无刷电机的转子位置信号并提供给所述电机转子位置信号处理电路；

所述电流传感器获取所述直流无刷电机的三相电流并提供给所述电流采样电路；

所述电机转子位置信号处理电路对所述转子位置信号进行光电隔离和采样处理，得到三相霍尔信号并提供给所述主控芯片；

所述电流采样电路对所述三相电流进行采样处理，得到三相模拟电流信号并提供给所述主控芯片；

所述主控芯片利用四元数算法对所述车身姿态信号进行姿态解算，得到车辆的实际侧倾角；

所述主控芯片利用磁场定向控制算法对三相霍尔信号和三相模拟电流信号进行处理，得到三相驱动信号并传递给所述电机矢量驱动及过流保护电路；

所述电机矢量驱动及过流保护电路根据所述三相驱动信号驱动所述直流无刷电机的转子转动，从而控制稳定杆调整车身的侧倾角。

2.一种电动式主动稳定杆的控制方法，其特征是按如下步骤进行：

步骤1、利用陀螺仪传感器获取车辆的车身姿态信号，利用转子位置传感器获取直流无刷电机的转子位置信号，并利用电流传感器获取所述直流无刷电机的三相电流信号；

步骤2、利用四元数算法对所述车身姿态信号进行姿态解算，得到车辆的实际侧倾角θ_act；

步骤3、利用式(1)获得车辆的角度偏差e_θ：

e_θ＝θ_ref-θ_act (1)

式(1)中，θ_ref表示所设定的目标侧倾角；

步骤4、利用式(2)所示的PID算法求解出目标转矩电流i_qref：

$i_{qref}=K_p^{\mathrm{\θ}}{e}_{\mathrm{\θ}}+K_i^{\mathrm{\θ}}\∫e_{\mathrm{\θ}}dt+K_d^{\mathrm{\θ}}{\mathrm{de}}_{\mathrm{\θ}}/dt---\left(2\right)$

式(2)中，为角度环比例系数，为角速环积分系数，角度环微分系数；

步骤5、利用式(3)和式(4)分别获得所述直流无刷电机的转矩电流误差e_q和励磁电流误差e_d：

e_q＝i_qref-i_qact (3)

e_d＝i_dref-i_dact (4)

式(3)和式(4)中，i_qact表示实际转矩电流，i_dref表示目标励磁电流，i_dact表示实际励磁电流；

步骤6、利用式(5)和式(6)所示的PI算法求解出所述直流无刷电机的q轴电压u_q和d轴电压u_d：

$u_q=K_p^q{e}_q+K_i^q\∫e_{q}dt---\left(5\right)$

$u_d=K_p^d{e}_d+K_i^d\∫e_{d}dt---\left(6\right)$

式(5)和式(6)中，为转矩电流环比例系数，为转矩电流环积分系数，为励磁电流环比例系数，为励磁电流环积分系数；

步骤7、根据所述q轴电压u_q和d轴电压u_d，利用Park反变换求解出α、β坐标系下的电压u_α和u_β；

步骤8、利用SVPWM空间矢量脉宽调制法对所述α、β坐标系下的电压u_α和u_β进行处理得到三相驱动信号；

步骤9、由逆变器将所述三相驱动信号转换为三相驱动电压并施加给所述直流无刷电机，从而驱动所述直流无刷电机的转子转动，从而控制稳定杆调整车身的侧倾角，同时由传感器再次采集各个信号并进行处理，从而形成闭环控制。