1.一種電動式主動穩(wěn)定桿的控制系統(tǒng),其特征包括:控制單元、陀螺儀傳感器、轉(zhuǎn)子位置傳感器、電流傳感器;
所述控制單元包括:姿態(tài)檢測電路、電機轉(zhuǎn)子位置信號處理電路、電流采樣電路、電機矢量驅(qū)動及過流保護(hù)電路、主控芯片;
所述姿態(tài)檢測電路通過所述陀螺儀傳感器獲取車輛的車身姿態(tài)信號并提供給主控芯片;
所述轉(zhuǎn)子位置傳感器獲取直流無刷電機的轉(zhuǎn)子位置信號并提供給所述電機轉(zhuǎn)子位置信號處理電路;
所述電流傳感器獲取所述直流無刷電機的三相電流并提供給所述電流采樣電路;
所述電機轉(zhuǎn)子位置信號處理電路對所述轉(zhuǎn)子位置信號進(jìn)行光電隔離和采樣處理,得到三相霍爾信號并提供給所述主控芯片;
所述電流采樣電路對所述三相電流進(jìn)行采樣處理,得到三相模擬電流信號并提供給所述主控芯片;
所述主控芯片利用四元數(shù)算法對所述車身姿態(tài)信號進(jìn)行姿態(tài)解算,得到車輛的實際側(cè)傾角;
所述主控芯片利用磁場定向控制算法對三相霍爾信號和三相模擬電流信號進(jìn)行處理,得到三相驅(qū)動信號并傳遞給所述電機矢量驅(qū)動及過流保護(hù)電路;
所述電機矢量驅(qū)動及過流保護(hù)電路根據(jù)所述三相驅(qū)動信號驅(qū)動所述直流無刷電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,從而控制穩(wěn)定桿調(diào)整車身的側(cè)傾角。
2.一種電動式主動穩(wěn)定桿的控制方法,其特征是按如下步驟進(jìn)行:
步驟1、利用陀螺儀傳感器獲取車輛的車身姿態(tài)信號,利用轉(zhuǎn)子位置傳感器獲取直流無刷電機的轉(zhuǎn)子位置信號,并利用電流傳感器獲取所述直流無刷電機的三相電流信號;
步驟2、利用四元數(shù)算法對所述車身姿態(tài)信號進(jìn)行姿態(tài)解算,得到車輛的實際側(cè)傾角θact;
步驟3、利用式(1)獲得車輛的角度偏差eθ:
eθ=θref-θact (1)
式(1)中,θref表示所設(shè)定的目標(biāo)側(cè)傾角;
步驟4、利用式(2)所示的PID算法求解出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩電流iqref:
式(2)中,為角度環(huán)比例系數(shù),為角速環(huán)積分系數(shù),角度環(huán)微分系數(shù);
步驟5、利用式(3)和式(4)分別獲得所述直流無刷電機的轉(zhuǎn)矩電流誤差eq和勵磁電流誤差ed:
eq=iqref-iqact (3)
ed=idref-idact (4)
式(3)和式(4)中,iqact表示實際轉(zhuǎn)矩電流,idref表示目標(biāo)勵磁電流,idact表示實際勵磁電流;
步驟6、利用式(5)和式(6)所示的PI算法求解出所述直流無刷電機的q軸電壓uq和d軸電壓ud:
式(5)和式(6)中,為轉(zhuǎn)矩電流環(huán)比例系數(shù),為轉(zhuǎn)矩電流環(huán)積分系數(shù),為勵磁電流環(huán)比例系數(shù),為勵磁電流環(huán)積分系數(shù);
步驟7、根據(jù)所述q軸電壓uq和d軸電壓ud,利用Park反變換求解出α、β坐標(biāo)系下的電壓uα和uβ;
步驟8、利用SVPWM空間矢量脈寬調(diào)制法對所述α、β坐標(biāo)系下的電壓uα和uβ進(jìn)行處理得到三相驅(qū)動信號;
步驟9、由逆變器將所述三相驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換為三相驅(qū)動電壓并施加給所述直流無刷電機,從而驅(qū)動所述直流無刷電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,從而控制穩(wěn)定桿調(diào)整車身的側(cè)傾角,同時由傳感器再次采集各個信號并進(jìn)行處理,從而形成閉環(huán)控制。