以挡位和速度信号都输入的数字差分控制助力车系统的制作方法_2

文档序号:8466374阅读:来源:国知局
IBn。
[0028]或者,当IA < IB时,启动IA < IB差分模型数据处理器8,用电流数值比较器9的数字信号数据、与该数字信号对应的IA数据、电流数值比较器9输出的IA < IB向量信号数据,代入车均速信号IS选用的模型函数储存器11中储存的与该数字信号和该向量信号匹配的模型函数中进行运算处理;并且用电流数值比较器9的数字信号数据、与该数字信号数据对应的IB数据、电流数值比较器9输出的IA < IB向量信号数据,代入车均速信号IS选用的模型函数储存器11中储存的与该数字信号和该向量信号匹配的模型函数中进行运算处理;获得与IA和IB分别对应的两个控制用的IA < IB型双组控制数据,即获得IA
<IB的IA控制数据y IAnjP IA < IB的IB控制数据y IBn, y IAn和y IBn这两个后续模块将要使用的数据;y IAn和Y IBn其函数行式为:
y IAn = f (IA < IB 向量,数字信号 n,IAn); y IBn = f (IA < IB 向量,数字信号 n,IBn)。
[0029]数字信号η和IAn是关于某一个数字信号η对应的该相同时间点的控制电流信号值IAn ;数字信号η和IBn是关于某一个数字信号η对应的该相同时间点的控制电流信号值IBn ;ΙΑη和IBn是计算值,是数字信号。
[0030]上述模型函数中的数字信号包括有ID、IS、IA和IB的内容,即数字信号又是ID、IS、IA和IB的函数。数字信号=f (ID, IS, IA, IB)。
[0031]上述模型函数的计算是:先用IS值在模型函数储存器11中去选择与IS值对应模型函数,IS的值不参与模型函数计算,然后把IS选择的模型函数输入IA > IB差分模型数据处理器7和IA < IB差分模型数据处理器8中,根据向量选用IA > IB差分模型数据处理器7或IA < IB差分模型数据处理器8中的某一个差分模型数据处理器,在某一个差分模型数据处理器中计算出y IAn和y IBn。y IAn和y IBn是最后用于控制助力自行车前后两个电机的原始数据。
[0032]上述模型函数可以在相同向量和数字信号值,不同IA和IB时,获得不同的一组控制信号y IAn和y IBn。在函数y IAn中,数字信号隐含有IBn、ID和IS内容,而IBn、ID和ISn又不参加模型函数计算,使其更容易建立模型函数,或模型函数比较简单;而如果不用数字信号,直接用IA、IB、ID、IS很不易建立模型函数,建立的模型函数很复杂。同理,在函数y IBn中,数字信号隐含有IAn、ID和IS内容,是为简化建立模型函数而引出的方法。
[0033]第三模块:数据分配器10的输入端分别与IA > IB差分模型数据处理器7和IA
<IB差分模型数据处理器8连接,数据分配器10的输出端与数据标准化转换器16连接,数据标准化转换器16的输出端分别与强电控制器A和强电控制器B连接;实现差分控制器对强电控制器A和强电控制器B控制的目的。
[0034]其作用是;数据分配器10把IA > IB差分模型数据处理器7输入的成组控制数据y IAn和y IBn分别分配给强电控制器A和强电控制器B,或者IA < IB差分模型数据处理器8输入的成组控制数据y IAn和y IBn分别分配给强电控制器A和强电控制器B,即yIAn分配给强电控制器A,则y IBn分配给强电控制器B ;数据标准化转换器16把已经分配好控制对象的数字信号y IAn和y IBn分别进行数据标准化,把计算的数字信号转换成强电控制器A和强电控制器B能使用的控制数字信号,最后把这两个控制数字信号传送给对应的两个强电控制器。
[0035]实现挡位信号手动控制器3的挡位信号ID、均速器20的车均速信号IS、反馈控制信号电流IA和反馈控制信号电流IB通过差分控制器对强电控制器A和强电控制器B进行规定模型函数的差分控制,达到前后轮受力不平衡时,也能使前后轮的动力可以匹配地保持ID规定的挡位范围内,以IS所指向的平均匀速度,既分别使两个电机分别对前后轮输出匹配的动力,达到助力自行车的前后轮平稳地平均匀速度行驶的目的。
[0036]成组控制数据y IAn和y IBn含有挡位信号ID、车均速信号IS、反馈控制信号电流IA和反馈控制信号电流IB经过模型函数计算出的,有该助力自行车行驶挡位、速度状态对供电的整体需求,就是说尽管前后轮某一瞬间不同受力变化了,但车还能尽量保持原有速度,这样车速能平稳。
[0037]—般后轮受力多,供电多,前轮受力少,供电少。对于不同车均速,供电多少的差额大小又不一样,所以要ID、IS、IA和IB四个控制原要素。人在助力自行车上的重量是不变的,前轮或后轮某个车轮受力大时,耗电电流会立刻增加,反馈控制信号电流也立刻增加,IA和IB的原差值关系被改变,新的ID、IS、IA和IB四个控制原要素输入差分控制助力车系统,差分控制助力车系统经过与该四个控制原要素相匹配的模型函数计算,输出与该四个控制要素相匹配的两个控制数字信号分别给前轮和后轮的电机,使车轮A和车轮B即便受力不相等,也能获得两个电机匹配工作,两个车轮平衡运动,助力自行车保持平稳速度行驶的效果。
[0038]由于不同的电控制器A和强电控制器B,要求不同数字范围的控制数字信号,数据标准化转换器16就是根据不同的电控制器A和强电控制器B,把计算的数字信号转换成强电控制器A和强电控制器B能使用的控制数字信号。所以数据标准化转换器16不可少。
[0039]还可以,IA > IB差分模型数据处理器7和IA < IB差分模型数据处理器8通过转角参数处理器30与数据分配器10连接,转角参数处理器30还与龙头转角传感器31连接。
[0040]自行车的龙头转动角度基本可代表人在自行车处于是否稳定的状态,如果龙头转动角度比正向前时转动了 80度到90度的角度,则自行车处于不稳定行驶状态,这时反馈控制信号电流IA和IB不管是什么信号,也不能再对电机供电,必须立即停止对电机供电。如果龙头转动角度比正向前时转动了 30度到80度的角度,反馈控制信号电流IA和IB要求对对电机供电的应当随龙头转动角度增大而减小对电机的供电量。一般龙头转动角度在O度到30度的角度时,自行车是处于完全正常行驶状态,反馈控制信号电流IA和IB要求对对电机的供电量可完全按照执行,不需要作修正。
[0041]为了使差分控制器I所控制的车速与骑车人的体重相匹配,也就是在同一组变化的反馈控制信号电流IA和反馈控制信号电流IB的条件下,差分控制器I所输出的两个控制数字信号能随骑车人的体重不同而变化。如以差分控制器I原应输出的两个控制数字信号是与50公斤人体体重相匹配,当骑车人的体重为40公斤时,差分控制器I实际输出的两个控制数字信号都减少20%,或当骑车人的体重为70公斤时,差分控制器I实际输出的两个控制数字信号都减少40%。达到差分控制器I所控制的车速与骑车人的体重相匹配。为实现这个目的技术方案是:在助力自行车的人体坐垫上,或在与坐垫连接的弹性部件上设置压力传感器,该压力传感器与差分控制器I中的数据分配器10连接,压力传感器的压力信号分别对数据分配器10中两个控制数字信号进行相同比例增加或相同比例减少的处理。
[0042]本发明的优点:本发明的差分控制器能对挡位信号手动控制器的挡位信号ID、均速器的车均速信号IS、反馈控制信号电流IA和反馈控制信号电流IB进行数字化模型函数处理,对要控制的两个被控物,助力自行车的前后轮两个电机进行差别化控制供电,差别化控制的内容就是事先设定的模型函数处理。也就是本发明的差分控制器能对四路模拟电流信号进行模型函数处理成有差别化的双路分别独立的数字控制信号输出,即能对四路模拟信号加入数字化模型函数内容,对前后轮两个电机进行分别独立的控制供电,也称差分控制供电。前后轮两个电机匹配工作,既前后轮变化的受力状态,前后轮两个电机匹配给与不同的供电,达到前后轮转动速度相同,并且是使助力自行车基本保持由ID所限定挡位范围内,形成IS的平均速度的状态。骑在该助力自行车上的人感到舒适,前后轮转动速度相同又不浪费电力。
[0043]函数y IAn中,隐含有IBn、ID和IS内容,而IBruID和ISn又不参加模型函数计算,使其更容易建立模型函数,或模型函数比较简单;而如果不用数字信号,直接用IA、IB、ID、IS很不易建立模型函数,建立的模型函数很复杂。同理,在函数y IBn中,数字信号隐含有IAn、ID和IS内容,是为简化建立模型函数而引出的方法。
[0044]本发明差分控制助力车系统经过ID、IS、IA和IB与该四个控制原要素相匹配的模型函数计算,输出与该四个控制原要素相匹配的两个控制数字信号分别给前轮和后轮的电机,使车轮A和车轮B即便受力不相等,也能获得两个电机匹配工作,两个车轮平衡运动的效果。
[0045]在相同的ID、IS、IA和IB四个控制原要素相同的情况下,只要改变设定的数字化模型函数,就可获得多种人为设定的不同控制信号输出,解决了用IA和IB两个模拟信号直接控制两个模拟电器,只有一种控制方式,不能按人的需要调整控制方式的缺点。<
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