CN111422195B - 一种无人驾驶车辆的制动装置的控制方法及控制端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人驾驶车辆的制动装置的控制方法及控制端,接收位于液压机构上的压力传感器所发送的液压输出压力值以及位于执行电机上的角度力矩传感器所发送的电机转动角度值和电机动作力矩值;在液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段下,根据液压输出压力值、电机转动角度值和电机动作力矩值确定在第一制动阶段下的比例系数Kp1,且在第一制动阶段下仅以使用比例系数Kp1的比例项进行PID控制;在液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段下,通过比例项、积分项和微分项的结合来进行PID控制,以使得液压输出压力值达到制动目标压力值。本发明使得整个建压过程能在较短时间内建立所需目标压力。
Description
技术领域
本发明涉及无人驾驶技术领域,特别涉及一种无人驾驶车辆的制动装置的控制方法及控制端。
背景技术
在无人驾驶技术的上层规划系统中对底层执行机构的要求提出了以下要求:在发出命令后,制动系统通过执行电机转动,将力通过齿轮齿条传输到液压顶杆,推动液压顶杆动作,由此对液压机构建压活释放压力。在有人驾驶中,由驾驶员判断周围环境得到是否该提前制动,确保车辆行驶正常。在无人驾驶中,由于缺乏有效的预判,因此在制动系统动作时候,要求该执行机构能响应迅速,执行动作,达到系统所需的目标压力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种无人驾驶车辆的制动装置的控制方法及控制端,在较短时间内建立所需目标压力。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种无人驾驶车辆的制动装置的控制方法,包括步骤:
S1、接收位于液压机构上的压力传感器所发送的液压输出压力值以及位于执行电机上的角度力矩传感器所发送的电机转动角度值和电机动作力矩值;
S2、在所述液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段下,根据所述液压输出压力值、所述电机转动角度值和所述电机动作力矩值确定在所述第一制动阶段下的比例系数Kp1,且在所述第一制动阶段下仅以使用所述比例系数Kp1的比例项进行PID控制;
S3、在所述液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段下,通过比例项、积分项和微分项的结合来进行PID控制,以使得所述液压输出压力值达到制动目标压力值。
为了解决上述技术问题,本发明采用的另一种技术方案为:
一种无人驾驶车辆的制动装置的控制端,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:
S1、接收位于液压机构上的压力传感器所发送的液压输出压力值以及位于执行电机上的角度力矩传感器所发送的电机转动角度值和电机动作力矩值;
S2、在所述液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段下,根据所述液压输出压力值、所述电机转动角度值和所述电机动作力矩值确定在所述第一制动阶段下的比例系数Kp1,且在所述第一制动阶段下仅以使用所述比例系数Kp1的比例项进行PID控制;
S3、在所述液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段下,通过比例项、积分项和微分项的结合来进行PID控制,以使得所述液压输出压力值达到制动目标压力值。
本发明的有益效果在于:一种无人驾驶车辆的制动装置的控制方法及控制端,将整个建压过程分成液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段以及液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段,在第一制动阶段下,通过只使用比例项进行PID控制且尽可能增大比例系数,加快电机动作速度,缩小电机动作时间,以尽快进入第二制动阶段,在第二制动阶段下则通过比例项、积分项和微分项的结合来进行PID控制,以使得液压输出压力值达到制动目标压力值,从而使得整个建压过程能在较短时间内建立所需目标压力。
附图说明
图1为本发明实施例的一种无人驾驶车辆的制动装置的控制方法的流程示意图;
图2为本发明实施例的一种无人驾驶车辆的制动装置的控制方法中行程与压力的对应示意图;
图3为本发明实施例的一种无人驾驶车辆的制动装置的控制方法中输出与时间的对应示意图;
图4为本发明实施例的一种无人驾驶车辆的制动装置的控制端与制动装置的结构示意图;
图5为本发明实施例涉及的制动装置的结构示意图。
标号说明:
1、一种无人驾驶车辆的制动装置的控制端;2、处理器;3、存储器;4、制动装置;41、执行电机;42、力矩角度传感器;43、压力传感器;44、传动机构;45、液压机构;46、推杆;47、刹车部件。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1至图3,一种无人驾驶车辆的制动装置的控制方法,包括步骤:
S1、接收位于液压机构上的压力传感器所发送的液压输出压力值以及位于执行电机上的角度力矩传感器所发送的电机转动角度值和电机动作力矩值;
S2、在所述液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段下,根据所述液压输出压力值、所述电机转动角度值和所述电机动作力矩值确定在所述第一制动阶段下的比例系数Kp1,且在所述第一制动阶段下仅以使用所述比例系数Kp1的比例项进行PID控制;
S3、在所述液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段下,通过比例项、积分项和微分项的结合来进行PID控制,以使得所述液压输出压力值达到制动目标压力值。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:将整个建压过程分成液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段以及液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段,在第一制动阶段下,通过只使用比例项进行PID控制且尽可能增大比例系数,加快电机动作速度,缩小电机动作时间,以尽快进入第二制动阶段,在第二制动阶段下则通过比例项、积分项和微分项的结合来进行PID控制,以使得液压输出压力值达到制动目标压力值,从而使得整个建压过程能在较短时间内建立所需目标压力。
进一步地,所述步骤S2具体包括以下步骤:
在所述液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段下,给定所述执行电机一个初始力矩T0,控制执行电机从0开始不断增大运行时间n,并记录每一次运行时间n的电机转动角度值x和液压输出压力值g,得到所述液压输出压力值g等于最小压力值时的运行时间N0;
加大所述执行电机的给定力矩T,并记录每一个所述给定力矩T在所述液压输出压力值g等于最小压力值时的运行时间N,直到PID控制过程中出现下一输出值与上一输出值之间的差大于所述最小压力值时,则记录前一次给定力矩T1以及在所述给定力矩T1下,所述液压输出压力值g等于最小压力值时的运行时间N1;
将所述给定力矩T1除以所述最小压力值得到比例系数Kp1;
在所述液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段下,通过PID输出Y=Kp1*e(t)进行PID控制,且所述e(t)中的采样间隔t等于N1。
从上述描述可知,执行电机在第一制动阶段的运行时间随着给定力矩的增大而缩短,而当PID控制过程中出现下一输出值与上一输出值之间的差大于最小压力值时,则单次调整力度过大,因此,将这种情况下的前一次给定力矩作为稳定输出下的最大力矩来得到比例系数,这种情况下的前一次给定力矩所对应的运行时间来作为采样间隔,从而尽可能缩短第一制动阶段下的时间,以快速进入第二制动阶段。
进一步地,所述步骤S3具体包括以下步骤:
在所述液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段下,通过PID输出Y=Kp*e(t)+Ki*∫e(t)*dt+Kd*de(t)/dt进行PID控制,所述Kp、Ki和Kd分别为比例系数、积分系数和微分系数,所述e(t)为给定值与测量值之差;
判断所述PID输出Y是否超出电机启动范围ΔY2,若是,则按照所述PID输出Y进行PID控制;
判断所述PID输出Y是否位于电机执行到位范围ΔY1,若是,则停止PID控制,所述电机执行到位范围ΔY1在所述电机启动范围ΔY2内。
从上述描述可知,通过给定电机执行到位范围ΔY1和电机启动范围ΔY2,并限制电机执行到位范围ΔY1在电机启动范围ΔY2内,避免过多的重复调整,减少调整次数,使得在较少的调整次数下,实时压力值稳定维持在目标压力值的允许范围内。
进一步地,所述步骤S3还包括以下步骤:
在所述液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段下,获取实时液压输出压力值、实时电机转动角度值和实时电机动作力矩值,并获取在系统稳定时刻时,电机转动角度值与液压输出压力值的第一映射函数以及液压输出压力值与电机动作力矩值的第二映射函数;
判断所述液压输出压力值是否异常,若正常,则判断所述实时电机转动角度值和所述实时液压输出压力值是否符合所述第一映射函数,若不是,则发出液压故障预警信号,若异常,则根据所述第二映射函数和所述实时电机动作力矩值来得到备份液压输出压力值,判断所述实时电机转动角度值和所述备份液压输出压力值是否符合所述第一映射函数,若不是,则发出液压故障预警信号。
从上述描述可知,在压力传感器正常时,电机转动角度值与液压输出压力值为单调函数且在整定完成之后该映射函数唯一对应,当实时的两个数值与稳定时的两个数值的映射关系发生变化,则可以判断液压机构发生了堵塞或漏液的情况,以及时预警;而当压力传感器出现故障时,液压输出压力值异常,以电机动作力矩值作为液压输出压力值的线性对应,确保液压机构具备预警功能,同时,也可以起到传感器数据备份的作用。
进一步地,所述步骤S3中所述液压输出压力值为异常的情况包括:所述压力传感器的采样电压为0V时、所述压力传感器的采样电压大于4.5V时以及所述液压输出压力值比最大压力值大于1MPa时。
从上述描述可知,在只有大气压力的情况下,压力传感器的采样电压恒定为0.5V,因此,压力传感器的采样电压为0V时为异常情况;当压力传感器的采样电压大于4.5V,超出压力传感器的压力范围,判断压力传感器故障;当液压输出压力值比最大压力值大于1MPa时,判断压力传感器故障,即通过上述的判断条件来确认压力传感器是否出现故障。
请参照图4和图5,一种无人驾驶车辆的制动装置的控制端,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:
S1、接收位于液压机构上的压力传感器所发送的液压输出压力值以及位于执行电机上的角度力矩传感器所发送的电机转动角度值和电机动作力矩值;
S2、在所述液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段下,根据所述液压输出压力值、所述电机转动角度值和所述电机动作力矩值确定在所述第一制动阶段下的比例系数Kp1,且在所述第一制动阶段下仅以使用所述比例系数Kp1的比例项进行PID控制;
S3、在所述液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段下,通过比例项、积分项和微分项的结合来进行PID控制,以使得所述液压输出压力值达到制动目标压力值。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:将整个建压过程分成液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段以及液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段,在第一制动阶段下,通过只使用比例项进行PID控制且尽可能增大比例系数,加快电机动作速度,缩小电机动作时间,以尽快进入第二制动阶段,在第二制动阶段下则通过比例项、积分项和微分项的结合来进行PID控制,以使得液压输出压力值达到制动目标压力值,从而使得整个建压过程能在较短时间内建立所需目标压力。
进一步地,所述处理器执行所述计算机程序的所述步骤S2时具体包括以下步骤:
在所述液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段下,给定所述执行电机一个初始力矩T0,控制执行电机从0开始不断增大运行时间n,并记录每一次运行时间n的电机转动角度值x和液压输出压力值g,得到所述液压输出压力值g等于最小压力值时的运行时间N0;
加大所述执行电机的给定力矩T,并记录每一个所述给定力矩T在所述液压输出压力值g等于最小压力值时的运行时间N,直到PID控制过程中出现下一输出值与上一输出值之间的差大于所述最小压力值时,则记录前一次给定力矩T1以及在所述给定力矩T1下,所述液压输出压力值g等于最小压力值时的运行时间N1;
将所述给定力矩T1除以所述最小压力值得到比例系数Kp1;
在所述液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段下,通过PID输出Y=Kp1*e(t)进行PID控制,且所述e(t)中的采样间隔t等于N1。
从上述描述可知,执行电机在第一制动阶段的运行时间随着给定力矩的增大而缩短,而当PID控制过程中出现下一输出值与上一输出值之间的差大于最小压力值时,则单次调整力度过大,因此,将这种情况下的前一次给定力矩作为稳定输出下的最大力矩来得到比例系数,这种情况下的前一次给定力矩所对应的运行时间来作为采样间隔,从而尽可能缩短第一制动阶段下的时间,以快速进入第二制动阶段。
进一步地,所述处理器执行所述计算机程序的所述步骤S3时具体包括以下步骤:
在所述液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段下,通过PID输出Y=Kp*e(t)+Ki*∫e(t)*dt+Kd*de(t)/dt进行PID控制,所述Kp、Ki和Kd分别为比例系数、积分系数和微分系数,所述e(t)为给定值与测量值之差;
判断所述PID输出Y是否超出电机启动范围ΔY2,若是,则按照所述PID输出Y进行PID控制;
判断所述PID输出Y是否位于电机执行到位范围ΔY1,若是,则停止PID控制,所述电机执行到位范围ΔY1在所述电机启动范围ΔY2内。
从上述描述可知,通过给定电机执行到位范围ΔY1和电机启动范围ΔY2,并限制电机执行到位范围ΔY1在电机启动范围ΔY2内,避免过多的重复调整,减少调整次数,使得在较少的调整次数下,实时压力值稳定维持在目标压力值的允许范围内。
进一步地,所述处理器执行所述计算机程序的所述步骤S3时还包括以下步骤:
在所述液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段下,获取实时液压输出压力值、实时电机转动角度值和实时电机动作力矩值,并获取在系统稳定时刻时,电机转动角度值与液压输出压力值的第一映射函数以及液压输出压力值与电机动作力矩值的第二映射函数;
判断所述液压输出压力值是否异常,若正常,则判断所述实时电机转动角度值和所述实时液压输出压力值是否符合所述第一映射函数,若不是,则发出液压故障预警信号,若异常,则根据所述第二映射函数和所述实时电机动作力矩值来得到备份液压输出压力值,判断所述实时电机转动角度值和所述备份液压输出压力值是否符合所述第一映射函数,若不是,则发出液压故障预警信号。
从上述描述可知,在压力传感器正常时,电机转动角度值与液压输出压力值为单调函数且在整定完成之后该映射函数唯一对应,当实时的两个数值与稳定时的两个数值的映射关系发生变化,则可以判断液压机构发生了堵塞或漏液的情况,以及时预警;而当压力传感器出现故障时,液压输出压力值异常,以电机动作力矩值作为液压输出压力值的线性对应,确保液压机构具备预警功能,同时,也可以起到传感器数据备份的作用。
进一步地,所述液压输出压力值为异常的情况包括:所述压力传感器的采样电压为0V时、所述压力传感器的采样电压大于4.5V时以及所述液压输出压力值比最大压力值大于1MPa时。
从上述描述可知,在只有大气压力的情况下,压力传感器的采样电压恒定为0.5V,因此,压力传感器的采样电压为0V时为异常情况;当压力传感器的采样电压大于4.5V,超出压力传感器的压力范围,判断压力传感器故障;当液压输出压力值比最大压力值大于1MPa时,判断压力传感器故障,即通过上述的判断条件来确认压力传感器是否出现故障。
请参照图1至图3,本发明的实施例一为:
一种无人驾驶车辆的制动装置的控制方法,包括步骤:
S1、接收位于液压机构上的压力传感器所发送的液压输出压力值以及位于执行电机上的角度力矩传感器所发送的电机转动角度值和电机动作力矩值,其中角度力矩传感器有两个输出值,即角度值和力矩值;
S2、在液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段下,根据液压输出压力值、电机转动角度值和电机动作力矩值确定在第一制动阶段下的比例系数Kp1,且在第一制动阶段下仅以使用比例系数Kp1的比例项进行PID控制;
在本实施例中,如图2所示,压力随着行程的变化有两个阶段,在推杆动作的前期,压力不增大,随着后期行程的增大,压力呈现类似指数增长的情况。因此在建压过程,可以考虑分段处理,其中第一段处理具体如下:
在液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段下,给定执行电机一个初始力矩T0,控制执行电机从0开始不断增大运行时间n,并记录每一次运行时间n的电机转动角度值x和液压输出压力值g,得到液压输出压力值g等于最小压力值时的运行时间N0,在本实施例中,最小压力值为0.1MPa;
加大执行电机的给定力矩T,并记录每一个给定力矩T在液压输出压力值g等于最小压力值时的运行时间N,直到PID控制过程中出现下一输出值与上一输出值之间的差大于最小压力值时,则记录前一次给定力矩T1以及在给定力矩T1下,液压输出压力值g等于最小压力值时的运行时间N1,比如下一输出值为0.2MPa,上一输出值为0MPa,则无法调节至0.1MPa,认为调整力度太大;
将给定力矩T1除以最小压力值得到比例系数Kp1;
在液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段下,通过PID输出Y=Kp1*e(t)进行PID控制,且e(t)中的采样间隔t等于N1。
S3、在液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段下,通过比例项、积分项和微分项的结合来进行PID控制,以使得液压输出压力值达到制动目标压力值。
在本实施例中,步骤S3具体包括以下步骤:
在液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段下,通过PID输出Y=Kp*e(t)+Ki*∫e(t)*dt+Kd*de(t)/dt进行PID控制,Kp、Ki和Kd分别为比例系数、积分系数和微分系数,e(t)为给定值与测量值之差,其中Kp*e(t)即为比例项,Ki*∫e(t)*dt即为积分项,Kd*de(t)/dt即为微分项;
判断PID输出Y是否超出电机启动范围ΔY2,若是,则按照PID输出Y进行PID控制;
判断PID输出Y是否位于电机执行到位范围ΔY1,若是,则停止PID控制,电机执行到位范围ΔY1在电机启动范围ΔY2内。
即如图3所示,其中最中间一条线为目标压力值,在中间一条线的相邻两条线为电机执行到位范围ΔY1,最外面的两条线为电机启动范围ΔY2,其中,若由于其他原因,例如系统的摩檫力不够或者电机发生松动退出等等,下次判断的依据是判断PID输出Y是否超出电机启动范围ΔY2;这样,当液压机构工作时,确保执行电机避免过多的重复调整。
在运动过程中,为确保液压系统稳定性,系统加入双重判断,具体如下:
在液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段下,获取实时液压输出压力值、实时电机转动角度值和实时电机动作力矩值,并获取在系统稳定时刻时,电机转动角度值与液压输出压力值的第一映射函数以及液压输出压力值与电机动作力矩值的第二映射函数;
判断液压输出压力值是否异常,若正常,则判断实时电机转动角度值和实时液压输出压力值是否符合第一映射函数,若不是,则发出液压故障预警信号,若异常,则根据第二映射函数和实时电机动作力矩值来得到备份液压输出压力值,判断实时电机转动角度值和备份液压输出压力值是否符合第一映射函数,若不是,则发出液压故障预警信号,其中,液压输出压力值为异常的情况包括:压力传感器的采样电压为0V时、压力传感器的采样电压大于4.5V时以及液压输出压力值比最大压力值大于1MPa时。
请参照图4和图5,本发明的实施例二为:
一种无人驾驶车辆的制动装置的控制端1,包括存储器3、处理器2及存储在存储器3上并可在处理器2上运行的计算机程序,处理器2执行计算机程序时实现上述实施例一中的步骤。
如图3所示,本实施例中的一种无人驾驶车辆的制动装置的控制端1与无人驾驶车辆的制动装置4连接,以控制制动装置达到目标所需压力。
如图4所示,本实施例中的制动装置4包括执行电机41、力矩角度传感器42、压力传感器43、传动机构44、液压机构45、推杆46和刹车部件47;执行电机41通过传动机构44压缩液压机构45,形成制动力控制刹车部件47动作。
综上所述,本发明提供的一种无人驾驶车辆的制动装置的控制方法及控制端,将整个建压过程分成液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段以及液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段,在第一制动阶段下,通过只使用比例项进行PID控制且尽可能增大比例系数并使用对应的运行时间来作为采样间隔,加快电机动作速度,缩小电机动作时间,以尽快进入第二制动阶段;在第二制动阶段下则通过比例项、积分项和微分项的结合来进行PID控制,以使得液压输出压力值达到制动目标压力值;通过给定电机执行到位范围ΔY1和电机启动范围ΔY2,并限制电机执行到位范围ΔY1在电机启动范围ΔY2内,避免过多的重复调整,减少调整次数,使得在较少的调整次数下,实时压力值稳定维持在目标压力值的允许范围内;从而使得整个建压过程能在较短时间内建立所需目标压力。通过双重判断,以确保液压机构具备预警功能,同时,也可以起到传感器数据备份的作用。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种无人驾驶车辆的制动装置的控制方法,其特征在于,包括步骤:
S1、接收位于液压机构上的压力传感器所发送的液压输出压力值以及位于执行电机上的角度力矩传感器所发送的电机转动角度值和电机动作力矩值;
S2、在所述液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段下,根据所述液压输出压力值、所述电机转动角度值和所述电机动作力矩值确定在所述第一制动阶段下的比例系数Kp1,且在所述第一制动阶段下仅以使用所述比例系数Kp1的比例项进行PID控制,所述PID用于控制液压的压力值;
S3、在所述液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段下,通过比例项、积分项和微分项的结合来进行PID控制,以使得所述液压输出压力值达到制动目标压力值。
2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆的制动装置的控制方法,其特征在于,所述步骤S2具体包括以下步骤:
在所述液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段下,给定所述执行电机一个初始力矩T0,控制执行电机从0开始不断增大运行时间n,并记录每一次运行时间n的电机转动角度值x和液压输出压力值g,得到所述液压输出压力值g等于最小压力值时的运行时间N0;
加大所述执行电机的给定力矩T,并记录每一个所述给定力矩T在所述液压输出压力值g等于最小压力值时的运行时间N,直到PID控制过程中出现下一输出值与上一输出值之间的差大于所述最小压力值时,则记录前一次给定力矩T1以及在所述给定力矩T1下,所述液压输出压力值g等于最小压力值时的运行时间N1;
将所述给定力矩T1除以所述最小压力值得到比例系数Kp1;
在所述液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段下,通过PID输出Y=Kp1*e(t)进行PID控制,且所述e(t)中的采样间隔t等于N1,所述PID输出Y为液压的压力值。
3.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆的制动装置的控制方法,其特征在于,所述步骤S3具体包括以下步骤:
在所述液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段下,通过PID输出Y=Kp*e(t)+Ki*∫e(t)*dt+Kd*de(t)/dt进行PID控制,所述Kp、Ki和Kd分别为比例系数、积分系数和微分系数,所述e(t)为给定值与测量值之差,所述PID输出Y为液压的压力值;
判断所述PID输出Y是否超出电机启动范围ΔY2,若是,则按照所述PID输出Y进行PID控制;
判断所述PID输出Y是否位于电机执行到位范围ΔY1,若是,则停止PID控制,所述电机执行到位范围ΔY1在所述电机启动范围ΔY2内。
4.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆的制动装置的控制方法,其特征在于,所述步骤S3还包括以下步骤:
在所述液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段下,获取实时液压输出压力值、实时电机转动角度值和实时电机动作力矩值,并获取在系统稳定时刻时,电机转动角度值与液压输出压力值的第一映射函数以及液压输出压力值与电机动作力矩值的第二映射函数;
判断所述液压输出压力值是否异常,若正常,则判断所述实时电机转动角度值和所述实时液压输出压力值是否符合所述第一映射函数,若不是,则发出液压故障预警信号,若异常,则根据所述第二映射函数和所述实时电机动作力矩值来得到备份液压输出压力值,判断所述实时电机转动角度值和所述备份液压输出压力值是否符合所述第一映射函数,若不是,则发出液压故障预警信号。
5.根据权利要求4所述的一种无人驾驶车辆的制动装置的控制方法,其特征在于,所述步骤S3中所述液压输出压力值为异常的情况包括:所述压力传感器的采样电压为0V时、所述压力传感器的采样电压大于4.5V时以及所述液压输出压力值比最大压力值大于1MPa时。
6.一种无人驾驶车辆的制动装置的控制端,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:
S1、接收位于液压机构上的压力传感器所发送的液压输出压力值以及位于执行电机上的角度力矩传感器所发送的电机转动角度值和电机动作力矩值;
S2、在所述液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段下,根据所述液压输出压力值、所述电机转动角度值和所述电机动作力矩值确定在所述第一制动阶段下的比例系数Kp1,且在所述第一制动阶段下仅以使用所述比例系数Kp1的比例项进行PID控制,所述PID用于控制液压的压力值;
S3、在所述液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段下,通过比例项、积分项和微分项的结合来进行PID控制,以使得所述液压输出压力值达到制动目标压力值。
7.根据权利要求6所述的一种无人驾驶车辆的制动装置的控制端,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序的所述步骤S2时具体包括以下步骤:
在所述液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段下,给定所述执行电机一个初始力矩T0,控制执行电机从0开始不断增大运行时间n,并记录每一次运行时间n的电机转动角度值x和液压输出压力值g,得到所述液压输出压力值g等于最小压力值时的运行时间N0;
加大所述执行电机的给定力矩T,并记录每一个所述给定力矩T在所述液压输出压力值g等于最小压力值时的运行时间N,直到PID控制过程中出现下一输出值与上一输出值之间的差大于所述最小压力值时,则记录前一次给定力矩T1以及在所述给定力矩T1下,所述液压输出压力值g等于最小压力值时的运行时间N1;
将所述给定力矩T1除以所述最小压力值得到比例系数Kp1;
在所述液压输出压力值小于最小压力值的第一制动阶段下,通过PID输出Y=Kp1*e(t)进行PID控制,且所述e(t)中的采样间隔t等于N1,所述PID输出Y为液压的压力值。
8.根据权利要求6所述的一种无人驾驶车辆的制动装置的控制端,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序的所述步骤S3时具体包括以下步骤:
在所述液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段下,通过PID输出Y=Kp*e(t)+Ki*∫e(t)*dt+Kd*de(t)/dt进行PID控制,所述Kp、Ki和Kd分别为比例系数、积分系数和微分系数,所述e(t)为给定值与测量值之差,所述PID输出Y为液压的压力值;
判断所述PID输出Y是否超出电机启动范围ΔY2,若是,则按照所述PID输出Y进行PID控制;
判断所述PID输出Y是否位于电机执行到位范围ΔY1,若是,则停止PID控制,所述电机执行到位范围ΔY1在所述电机启动范围ΔY2内。
9.根据权利要求6所述的一种无人驾驶车辆的制动装置的控制端,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序的所述步骤S3时还包括以下步骤:
在所述液压输出压力值大于或等于最小压力值的第二制动阶段下,获取实时液压输出压力值、实时电机转动角度值和实时电机动作力矩值,并获取在系统稳定时刻时,电机转动角度值与液压输出压力值的第一映射函数以及液压输出压力值与电机动作力矩值的第二映射函数;
判断所述液压输出压力值是否异常,若正常,则判断所述实时电机转动角度值和所述实时液压输出压力值是否符合所述第一映射函数,若不是,则发出液压故障预警信号,若异常,则根据所述第二映射函数和所述实时电机动作力矩值来得到备份液压输出压力值,判断所述实时电机转动角度值和所述备份液压输出压力值是否符合所述第一映射函数,若不是,则发出液压故障预警信号。
10.根据权利要求9所述的一种无人驾驶车辆的制动装置的控制端,其特征在于,所述液压输出压力值为异常的情况包括:所述压力传感器的采样电压为0V时、所述压力传感器的采样电压大于4.5V时以及所述液压输出压力值比最大压力值大于1MPa时。
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