本發(fā)明屬于電動(dòng)車速度控制，更具體地說，尤其涉及一種速度曲線可變的代步車速度控制方法。

背景技術(shù)：

1、電動(dòng)代步車是日常重要的代步工具，滿足了人們特別是老年人或者行動(dòng)不太便利的人群的日常出行需求。

2、電動(dòng)代步車和其它交通車輛一樣，在駕駛過程中，都會(huì)經(jīng)過加速、減速的變速過程，對(duì)該駕駛過程調(diào)校的合適與否會(huì)直接影響駕駛感受。傳統(tǒng)的電動(dòng)代步生產(chǎn)商對(duì)于代步車駕駛感受的調(diào)校欠缺，大多數(shù)都是采用固定的加速度行駛，容易造成人體的不適應(yīng)，且無法靈活地為不同代步車型號(hào)提供合適的速度曲線。而盡管有一些生產(chǎn)商會(huì)通過固定的變加速度令車輛在固定的速度區(qū)間內(nèi)獲得s型速度曲線，但由于速度區(qū)間固定，且速度曲線固定，導(dǎo)致這類實(shí)現(xiàn)方式不夠靈活，無法滿足所有車型或駕駛?cè)藛T的需求。

3、然而現(xiàn)有技術(shù)存在一些問題：現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)電動(dòng)代步車大多采用固定的加速度行駛，由于不同的駕駛者可能對(duì)加速度的敏感度和接受程度不同，固定的加速度可能導(dǎo)致部分駕駛者在經(jīng)歷加速度變化時(shí)，會(huì)有一系列的生理反應(yīng)，如前庭系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、肌肉緊張度的變化等，從而影響駕駛的舒適性和安全性，因此我們提出一種速度曲線可變的代步車速度控制方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種速度曲線可變的代步車速度控制方法，通過精準(zhǔn)計(jì)算期望速度差值并靈活生成分段速度路徑，結(jié)合加速度曲線變化器實(shí)現(xiàn)每段路徑上的可變加速度控制，使得能夠?qū)崟r(shí)且平滑地調(diào)整代步車速度，確保駕駛過程既快速又穩(wěn)定，同時(shí)提升了駕駛的舒適性和個(gè)性化體驗(yàn)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種速度曲線可變的代步車速度控制方法，包括如下步驟：

3、s1，速度數(shù)據(jù)采集：檢測(cè)油門推量和車輛擋位信息，通過內(nèi)置算法，計(jì)算期望的目標(biāo)速度；

4、s2，確定期望速度差值：實(shí)時(shí)獲取車輛速度，對(duì)比目標(biāo)速度，計(jì)算兩者速度差值，獲取需要調(diào)整的速度量；

5、s3，路徑規(guī)劃與調(diào)整：基于期望速度差值，估算加速度和減速度，構(gòu)建從當(dāng)前速度到目標(biāo)速度的直線速度路徑，并通過預(yù)測(cè)模型動(dòng)態(tài)調(diào)整路徑；

6、s4，根據(jù)系統(tǒng)的控制精度與響應(yīng)時(shí)間，設(shè)定子路徑數(shù)n，將直線速度路徑均勻分割為n個(gè)子路徑，并進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整；

7、s5，生成加速度曲線：將分割后的速度路徑數(shù)據(jù)輸入加速度曲線變化器中，根據(jù)速度曲線類型，確定子速度路徑上的加速度變化規(guī)律，計(jì)算加速度值；

8、s6，監(jiān)控與反饋：通過傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控代步車的實(shí)際速度，并根據(jù)偏差大小和方向自動(dòng)調(diào)整后續(xù)的加速度值；

9、s7，重復(fù)執(zhí)行與結(jié)束：重復(fù)執(zhí)行上述步驟，直到代步車達(dá)到目標(biāo)速度或到停止指令。

10、可選地，步驟s1中具體步驟包括：

11、s11，通過油門位置傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)油門踏板的推量，并將油門推量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)值，并進(jìn)行濾波處理；

12、s12，通過擋位傳感器檢測(cè)當(dāng)前車輛所處的擋位；

13、s13，根據(jù)油門推量，初步估算基礎(chǔ)速度增量，記作當(dāng)前擋位下，油門推量對(duì)應(yīng)的期望速度變化量；

14、s14，根據(jù)車輛擋位，通過調(diào)整因子修正基礎(chǔ)速度增量；

15、s15，將修正后的基礎(chǔ)速度增量與當(dāng)前速度進(jìn)行疊加，得到初步的期望目標(biāo)速度，并限制期望目標(biāo)速度超過車輛的最大速度限制。

16、可選地，步驟s2中，具體步驟包括：

17、s21，通過速度傳感器實(shí)時(shí)獲取車輛速度信息；

18、s22，計(jì)算期望目標(biāo)速度與當(dāng)前車輛速度的速度差值，并根據(jù)差值進(jìn)行加減速判定；

19、s23，對(duì)速度差值進(jìn)行絕對(duì)值處理，確定速度調(diào)整量；

20、所述速度差值的計(jì)算公式為：

21、δv＝vtarget-vcurrent

22、其中δv為速度差值；

23、vtarget為目標(biāo)速度；

24、vcurrent為當(dāng)前速度。

25、可選地，步驟s3中，具體步驟包括：

26、s31，確定加速度限制為amax，減速度限制為dmax，所述減速度取絕對(duì)值進(jìn)行計(jì)算；

27、s32，加減速判定：當(dāng)δv＞0時(shí)，則需要加速；當(dāng)δv＜0時(shí)，則需要減速；

28、s33，估算所需時(shí)間：

29、3)加速情況：

30、4)減速情況：

31、s34，構(gòu)建直線速度路徑，獲取每個(gè)時(shí)間點(diǎn)t的對(duì)應(yīng)速度；

32、1)加速時(shí)：v(t)＝vcurrent+amax·t；

33、2)減速時(shí)：v(t)＝vcurrent+dmax·t；

34、所述預(yù)測(cè)模型基于估算值和預(yù)測(cè)速度變化趨勢(shì)，動(dòng)態(tài)調(diào)整從當(dāng)前速度到目標(biāo)速度的直線速度路徑；

35、所述直線速度路徑為速度變化軌跡。

36、可選地，步驟s4中，具體步驟包括：

37、s41，確定控制精度和響應(yīng)時(shí)間：設(shè)定速度控制誤差，確定系統(tǒng)從收到指令到實(shí)際執(zhí)行所需的時(shí)間tresponse；

38、s42，計(jì)算總時(shí)間t，計(jì)算公式為：

39、

40、其中：vtarget為目標(biāo)速度；

41、vcurrent為當(dāng)前速度；

42、a為加速度，若減速，則a為負(fù)值；

43、s43，設(shè)定子路徑數(shù)n：根據(jù)控制精度和響應(yīng)時(shí)間，確定子路徑數(shù)n，并設(shè)定最小子路徑時(shí)間tmin，所述子路徑數(shù)n的計(jì)算公式為：

44、

45、s44，分割速度路徑：將總速度變化量均勻分配到n個(gè)子路徑上：

46、

47、其中δvi為第i個(gè)子路徑的速度變化量；

48、s45，使用預(yù)測(cè)模型估測(cè)下一個(gè)子路徑時(shí)間內(nèi)的速度變化，計(jì)算并調(diào)整該子路徑的加速度或減速度。

49、可選地，步驟s5中，具體步驟包括：

50、s51，確定已知每個(gè)子路徑的起始速度vi，和結(jié)束速度vi+1，并確定加速度變化類型；

51、s52，確定正弦加速度變化規(guī)律，

52、加速度計(jì)算公式為：

53、

54、其中：a為是加速度的振幅；

55、φ是相位偏移；

56、s53，根據(jù)正弦加速度變化規(guī)律，計(jì)算該路徑上每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的加速度值；

57、s54，將加速度值應(yīng)用于車輛控制系統(tǒng)，對(duì)車輛的加速度進(jìn)行調(diào)整。

58、可選地，步驟s6的具體流程為：

59、s61，通過傳感器以高頻率采集車輛的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和去噪處理；

60、s62，比對(duì)實(shí)際速度與目標(biāo)速度，計(jì)算速度偏差和方向，根據(jù)偏差大小、方向以及變化趨勢(shì)，動(dòng)態(tài)調(diào)整加速度，引入預(yù)測(cè)機(jī)制；

61、s63，通過控制電機(jī)的輸出扭矩或電流，進(jìn)行加速度調(diào)整，并持續(xù)監(jiān)測(cè)實(shí)際速度變化，記錄加速度調(diào)整的效果；

62、s64，基于檢測(cè)的數(shù)據(jù)變化進(jìn)行反饋，并根據(jù)反饋結(jié)果和實(shí)際需求，動(dòng)態(tài)調(diào)整控制參數(shù)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，優(yōu)化控制策略。

63、可選地，步驟s64中，所述機(jī)器學(xué)習(xí)算法采用pid控制算法；

64、所述pid控制算法設(shè)置抗飽和度機(jī)制、積分分離邏輯和微分先行處理；

65、所述抗飽和機(jī)制用于控制pid控制模塊輸出的控制量，在達(dá)到油門或制動(dòng)系統(tǒng)的物理限制時(shí)，防止輸出超出可執(zhí)行范圍，具體流程包括：

66、1)設(shè)定油門或制動(dòng)的最大和最小限制值umax和umin；

67、2)計(jì)算pid控制模塊的輸出u(t)，

68、3)通過比較u(t)、umax和umin，修正輸出為ucorrected(t)＝max(min(u(t)),umin)；

69、所述積分分離邏輯用于在誤差較小時(shí)減少或消除積分項(xiàng)，具體流程為：

70、1)確定誤差閾值ε，若誤差|e(t)|＜ε，則禁用或減小積分項(xiàng)；

71、2)修正后的pid輸出為：

72、

73、其中：當(dāng)|e(t)|＜ε時(shí)，β＝[0,1)；

74、當(dāng)|e(t)|≥ε時(shí)，β＝1；

75、kp、ki、kd為pid的參數(shù)；

76、所述微分先行處理的步驟包括：

77、1)通過低通濾波器對(duì)誤差e(t)進(jìn)行濾波，獲取

78、2)對(duì)進(jìn)行微分處理；

79、3)修正后的pid輸出中的微分項(xiàng)為：

80、一種速度曲線可變的代步車速度控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)上述的方法，包括：目標(biāo)速度獲取模塊：包括油門和速度擋位，獲取目標(biāo)速度；

81、微控制器模塊：差速處理器、路徑生成器、加速度曲線變化器、速度控制器、接收加速度；

82、用戶交互模塊：提供交互界面，包括查看當(dāng)前狀態(tài)等操作；

83、故障診斷與安全模塊：監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中各傳感器的健康狀態(tài)和連接情況，在檢測(cè)到故障或異常情況時(shí)，觸發(fā)警報(bào)并采取安全措施；

84、數(shù)據(jù)記錄與分析模塊：記錄代步車的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括速度、加速度、行駛距離等。

85、可選地，所述目標(biāo)速度獲取系統(tǒng)通過車輛油門裝置和車輛擋位裝置實(shí)時(shí)獲取駕駛?cè)藛T的油門推量，再結(jié)合車輛擋位裝置，計(jì)算出需求的目標(biāo)速度；

86、所述差值處理器中，微處理器獲取目標(biāo)速度，結(jié)合當(dāng)前速度算出期望速度差值，并結(jié)合設(shè)定的加速度和減速度，生成直線速度路徑；

87、所述路徑生成器，接收直線速度路徑，并讀取導(dǎo)入的預(yù)測(cè)模型，從而生成子路徑，再按照設(shè)定子路徑數(shù)平分該速度路徑，將該速度路徑輸入到加速度曲線變化器中；

88、所述加速度曲線變化器，接收并解析所有子路徑，接收速度控制器反饋的當(dāng)前速度，并據(jù)此判斷處于哪個(gè)路徑，進(jìn)而根據(jù)當(dāng)前路徑生成新的加速度給速度控制器；

89、所述速度控制器，接收加速度曲線變化器輸出的加速度，根據(jù)新的加速度給定新的速度。

90、本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：通過精準(zhǔn)計(jì)算期望速度差值并靈活生成分段速度路徑，結(jié)合加速度曲線變化器實(shí)現(xiàn)每段路徑上的可變加速度控制，使得能夠?qū)崟r(shí)且平滑地調(diào)整代步車的加速度，確保駕駛過程既快速又穩(wěn)定，同時(shí)提升了駕駛的舒適性；

91、其次，利用預(yù)測(cè)模型對(duì)速度路徑進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，將直線速度路徑均勻分割為多個(gè)子路徑，并通過系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)速度變化的精細(xì)化控制，更精確地控制加速度的變化，減少速度波動(dòng)和超調(diào)現(xiàn)象，提高控制的精度和穩(wěn)定性，根據(jù)速度曲線類型計(jì)算加速度值，生成符合車輛動(dòng)力學(xué)特性的加速度曲線，確保加速度變化的合理性和連續(xù)性，進(jìn)一步提高了速度控制的穩(wěn)定性和舒適性。

92、通過以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。