[发明专利]基于动态模型的电动汽车用磁悬浮飞轮电池低功耗解耦控制器

权利要求书

1.基于动态模型的电动汽车用磁悬浮飞轮电池低功耗解耦控制器，其特征在于，包括：复合被控对象、基于软集理论方法的模糊神经网络逆动态切换模型、线性闭环控制器以及零功耗控制模块；所述线性闭环控制器的输出作为基于软集理论方法的模糊神经网络逆动态切换模型的输入，所述基于软集理论方法的模糊神经网络逆动态切换模型的输出作为控制复合被控对象产生期望输出的输入控制量，所述复合被控对象的输出作用于磁悬浮飞轮电池动态模型；所述零功耗控制模块的输入来自于磁悬浮飞轮电池动态模型的输出以及所述基于软集理论方法的模糊神经网络逆动态切换模型的输出，所述零功耗控制模块的输出作用于所述线性闭环控制器。

2.根据权利要求1所述的基于动态模型的电动汽车用磁悬浮飞轮电池低功耗解耦控制器，其特征在于，所述复合被控对象包括：3/2变换模块与滞环比较器依次串接后连接磁悬浮飞轮电池动态模型、双极性开关功率放大器连接磁悬浮飞轮电池动态模型；所述3/2变换模块是将旋转坐标系中的坐标进行恒幅值变换到静止的两相垂直坐标系中，所述双极性开关功率放大器对输入的信号进行功率放大；

所述线性闭环控制器包括5个动态加速度模块和5个分数阶PD控制器切换模块。

3.根据权利要求1所述的基于动态模型的电动汽车用磁悬浮飞轮电池低功耗解耦控制器，其特征在于，所述磁悬浮飞轮电池动态模型的建立：结合飞轮电池稳定性分析结果，分析飞轮电池不同工况下的运行状态和参数变化规律，划定飞轮电池的运行区域为平稳运行、启动和加速、刹车与减速、转弯、爬坡、纵向振动，横向振动和俯仰振动，具体包括以下步骤：

步骤1首先用集中质量法建立仅与飞轮转子自身特性有关的磁悬浮飞轮电池静态模型；

步骤2再建立飞轮电池与等效基础的机械模型；

步骤3建立相应的PID控制器模型；

步骤4分析磁悬浮飞轮电池模型随汽车的不同运动情况，如平稳运行、启动和加速、刹车与减速、转弯、爬坡、纵向振动，横向振动和俯仰振动下的变化规律，得到在不同速度时，汽车在平稳运行、启动和加速、刹车与减速、转弯、爬坡、纵向振动、横向振动和俯仰振动的磁悬浮飞轮电池动态模型；

步骤5针对在不同速度时，汽车在平稳运行、启动和加速、刹车与减速、转弯、爬坡、纵向振动、横向振动和俯仰振动的数学模型作为模糊规则的经验约束模型，并修正数据样本，对磁悬浮飞轮电池动态模型进行修正；

步骤6磁悬浮飞轮电池动态模型经过坐标变换和线性放大以及抗干扰环节的作用，得到复合被控对象的数学模型，复合被控对象包括8个子复合被控对象，对应8种不同的工况平稳运行、启动和加速、刹车与减速、转弯、爬坡、纵向振动，横向振动和俯仰振动。