[发明专利]基于MAP自学习和扰动补偿的扭矩控制系统及其方法

权利要求书

1.一种基于MAP自学习和扰动补偿的扭矩控制系统，用于对由发动机和测功机构成的台架系统进行扭矩控制，其中

所述台架系统中发动机与测功机通过连接轴连接，并通过连接轴上设置的传感器输出实际扭矩和实际转速至扭矩控制系统中，台架系统中还包括：台架控制上位机，其发送目标扭矩和目标转速至扭矩控制系统中；

所述扭矩控制系统包括：

MAP前馈控制单元，其包括MAP前馈控制模块；所述MAP前馈控制模块接收来自台架控制上位机发送的目标扭矩和目标转速，根据接收的目标扭矩和目标转速得到油门开度前馈控制量，作为目标油门开度输入至发动机控制器；

ADRC反馈控制单元，其分别接收来自台架控制上位机发送的目标扭矩、扭矩传感器输出的实际扭矩和目标油门开度，基于发动机实际扭矩和目标扭矩的偏差，通过总扰动进行实时观测和补偿，得到油门开度反馈控制量，对油门开度前馈控制量进行补偿；以及

MAP自学习控制单元，根据跟踪控制效果提取出若干组输入-输出数据对，基于若干组输入-输出数据对，采用最小二乘的方法对MAP节点的值进行学习拟合，再对该MAP进行求逆和修正运算，输出至MAP前馈控制模块；MAP自学习控制单元还采集目标油门开度、实际扭矩和实际转速，根据控制效果选择数据对并将其输出至MAP前馈控制模块，以对MAP前馈控制单元进行修正和更新。

2.根据权利要求1所述的扭矩控制系统，其中：

所述ADRC反馈控制单元包括：扩张状态观测器模块，其采集实际扭矩和目标油门开度，对发动机总扰动进行估计，输出扰动估计值，对油门开度前馈控制量进行补偿；以及

所述扩张状态观测器模块还对发动机扭矩扰动进行估计，输出扭矩估计值。

3.根据权利要求2所述的扭矩控制系统，其中，所述ADRC反馈控制单元还包括：

P反馈控制器模块，其采集目标扭矩和扭矩估计值，输出P反馈控制器模块的油门开度反馈控制量，所述扩张状态观测器模块输出的扰动估计值对P反馈控制器模块的油门开度反馈控制量补偿后，输出油门开度反馈控制量，所述油门开度反馈控制量与油门开度前馈控制量求和后，输出更新后的目标油门开度。

4.根据权利要求1所述的扭矩控制系统，其中，所述MAP自学习控制单元包括：

累积观测器模块；采集输入的目标油门开度数据、输出的实际扭矩数据和输出的实际转速的数据进行比对，根据跟踪控制效果提取出若干组输入-输出数据对，所述输入-输出数据对，以由扭矩、转速和油门开度构成的三维坐标的形式存储；

MAP自学习模块；调取累积观测器模块提取出的若干组输入-输出数据对，通过最小二乘法计算输出对应的MAP节点，再对MAP进行求逆运算，输出至MAP前馈控制单元，对油门开度前馈控制量进行修正和更新。

5.一种发动机台架扭矩控制方法，其包括：

步骤A：利用MAP前馈控制单元获取油门开度的前馈控制分量；根据台架控制上位机输出的目标扭矩和目标转速，查询前馈控制MAP表，得到油门开度的前馈控制分量，作为目标油门开度输入至发动机控制器，发动机输出实际扭矩和实际转速；

步骤B：利用ADRC反馈控制单元，接收步骤A中输出的目标油门开度和实际扭矩，采用主动抗扰控制ADRC方法计算得到油门开度反馈控制量，结合油门开度前馈控制量，对步骤A输出的目标油门开度数据进行更新，进而发动机输出更新后的实际扭矩和实际转速；以及

步骤C：利用MAP自学习控制单元对MAP前馈控制单元进行修正和更新，所述步骤C包括：

子步骤C1：采集步骤B输出的实际扭矩、实际转速和目标油门开度；

子步骤C2：将子步骤C1采集的实际扭矩与目标扭矩行对比，根据跟踪控制效果，取出若干输入-输出数据对；

子步骤C3：以由转速、扭矩和油门开度构成的三维坐标的形式进行存储；以及

子步骤C4：调取子步骤C2提取出的若干组输入-输出数据对，通过最小二乘法计算输出对应的MAP节点，再对MAP进行求逆运算，输出至MAP前馈控制单元，对油门开度前馈控制量进行修正和更新。