中兵智能创新研究院有限公司张乃斯获国家专利权
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龙图腾网获悉中兵智能创新研究院有限公司申请的专利一种基于伺服舵机驱动油门的无人车速度调节方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115158281B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-02发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210749210.5,技术领域涉及:B60W10/06;该发明授权一种基于伺服舵机驱动油门的无人车速度调节方法是由张乃斯;潘博;高天云;汪洋;崔星;李胜飞;谭森起;罗天设计研发完成,并于2022-06-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于伺服舵机驱动油门的无人车速度调节方法在说明书摘要公布了:本发明属于电子控制技术领域,具体涉及一种基于伺服舵机驱动油门的无人车速度调节方法,包括以下步骤:底盘计算机通过CAN网络将油门控制指令传递给油门控制单元;油门控制单元根据底盘计算机下发的油门控制指令判断油门变化量,向伺服舵机发送相应的控制命令,对伺服舵机进行控制。本发明技术方案通过发动机转速反馈调整系统控制的精确性,具有良好的动态适应特性,可以满足无人车速度跟踪的需要。
本发明授权一种基于伺服舵机驱动油门的无人车速度调节方法在权利要求书中公布了:1.一种基于伺服舵机驱动油门的无人车速度调节方法,其特征在于,所述方法基于无人车系统来实施,所述无人车系统包括:整车底盘综合控制系统、油门控制单元和油门开度操纵机构;所述油门开度操纵机构包括伺服舵机、舵盘、连杆; 其中,所述整车底盘综合控制系统和油门控制单元通过电缆连接; 所述油门控制单元和油门开度操纵机构通过电缆连接; 所述油门开度操纵机构和油门踏板之间为机械连接; 其中,所述方法包括以下步骤: 步骤S1:所述整车底盘综合控制系统读取实时车速和目标车速; 步骤S2:整车底盘综合控制系统根据实时车速和目标车速判断发动机目标转速,生成油门开度控制指令,并将其发送到油门控制单元; 步骤S3:油门控制单元读取油门开度控制指令,解算出伺服舵机的目标角度,转化成具体控制指令发送到伺服舵机,实现速度调节; 其中,所述步骤S2还包括以下子步骤: 步骤S201:所述整车底盘综合控制系统根据实时车速和目标车速,确定发动机目标转速; 步骤S202:所述整车底盘综合控制系统读取发动机实时转速,根据发动机目标转速和发动机实时转速得到当前的转速差和转速差变化率; 步骤S203:整车底盘综合控制系统通过粒子群优化算法,对整车底盘综合控制系统内部的控制器中的控制参数进行优化; 具体地,发动机目标转速采用分数阶PID控制器进行调节,分数阶PID控制器的模型形式为: 采用粒子群优化算法得到分数阶PID控制器参数kp,ki,kd,λ,μ的初值,完成控制器中控制参数的优化,具体如下述公式2及公式3所示; 式中,为惯性权重;k为当前迭代次数;Vid为粒子的速度;xid为粒子的位置,对应上述分数阶PID控制器参数kp,ki,kd,λ,μ;Pid为个体极值;Pgd为群体极值;c1和c2是非负的常数,是加速度因子;r1和r2是分布在[0,1]区间的随机数; 为了防止粒子的盲目搜索,将分数阶PID控制器中的kp,ki,kd三个变量范围选取为[0,3000],分数阶λ,μ的取值范围为[-1,1]; 步骤S204:整车底盘综合控制系统通过分数阶PID控制器对控制参数动态进行调整,获得控制器参数的变化量; 步骤S205:根据步骤S203控制器参数的初值和步骤S204控制器参数的变化量,得到实时的控制器参数,控制器在实时的控制器参数下输出油门开度控制指令; 步骤S206:整车底盘综合控制系统将油门开度控制指令发送到油门控制单元; 其中,所述步骤S204中,具体采用模糊神经网络分数阶PID控制器进行控制;神经网络采用BP学习算法,自动调节网络权值;该网络一共分成四层: 第一层为输入变量,为控制器的两个控制输入,即步骤202获得当前的转速差和转速差变化率,输出函数为: 第二层划分输入信号的分布,采用高斯函数作为隶属度函数来划分输入信号的分布,模糊语言采用5个变量表示,分别代表负大、负小、零、正小、正大,各个节点的输出函数通过下式来给出: 其中,σim和bim分别为高斯函数的中心值和宽度; 第三层的节点代表模糊规则,由于两个输入变量都各自划分为5个模糊空间,因此共25条模糊规则,各规则的输出函数为: 第四层完成去模糊化,节点的输出函数为: 其中wnj为输出层连接权值,得到控制器参数kp,ki,kd的变化量; 其中,所述步骤S3包括以下子步骤: 步骤S301:油门控制单元读取油门开度控制指令; 步骤S302:油门控制单元根据油门开度控制指令确定伺服舵机目标角度; 步骤S303:油门控制单元将伺服舵机目标角度转化为具体控制指令后传递到伺服舵机; 步骤S304:所述伺服舵机将电信号转化为机械信号,通过驱动舵盘旋转,带动连杆驱动油门踏板动作; 其中,所述步骤S304中,油门踏板动作,纵拉杆会随之变化,与回拉弹簧共同带动加油拉杆,使加油拉臂转动,操纵发动机的高压柴油泵加油齿杆移动,以改变供油量,进而改变发动机的转速,配合车辆的离合器和变速箱,进而实现整车纵向速度的调整。
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