CN111619659B - 用于非零初始条件下电动助力转向角度控制的方法和*** - Google Patents

用于非零初始条件下电动助力转向角度控制的方法和*** Download PDF

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Abstract

本公开提供用于非零初始条件下的电动助力转向角度控制的方法和***。本文描述的技术方案包括一种在电动助力转向***中，通过计算用于计算控制输出信号(例如马达扭矩命令)的比例积分微分(PID)控制回路中积分控制项的初始值来根据目标转向角度控制转向角度的方法。根据前馈项的初始值减去反馈项的初始值后的负值来计算积分控制项的初始值。积分控制项的初始值对应于控制输出的初始值。因此，本文描述的技术方案有助于处理电动助力转向角度控制中的非零初始条件。

Description

用于非零初始条件下电动助力转向角度控制的方法和***
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2019年2月28日申请的序列号为62/811,997的美国临时专利申请的优先权，其公开内容的全部通过引用的方式并入本文。
技术领域
本公开涉及一种用于非零初始条件下的电动助力转向角度控制的方法和***。
背景技术
电动助力转向(EPS)***在高级驾驶员辅助***(ADAS)或自动驾驶中起着至关重要的作用。在自动驾驶中，EPS***提供所需的马达扭矩命令，以控制转向角度遵循从路径规划生成的目标角度。它也发生在线控转向(Steer-By-Wire)***中，其中转向柱和齿条之间的机械连接被电子信号取代。齿条与车轮一起连接到电动马达(称为车轮致动器)，该电动马达生成马达扭矩以驱动齿条和车轮组件遵循相应的方向盘角度或转向柱角度。
许多常规的EPS***使用具有积分控制项的控制回路来计算用于操作马达和调节转向角度的控制输出信号。这样的控制回路具有多种应用，例如在ADAS、自动驾驶和/或线控驱动***中。具有积分控制项的控制回路的一种常见类型是比例积分微分(PID)控制回路。传统控制回路的一个常见问题是：当第一次启动控制回路时，可能会生成大输出。这样的大输出可能会具有不利影响，例如在转向***中不希望的运动。在传统控制回路启动时，对于大输出的一个解决方案是使用一个或多个混合因子，随着时间的推移逐渐增加控制输出的效果。然而，混合因子的使用可能会导致不希望的结果，例如非平滑的过渡和/或在控制稳定之前的延迟。此外，混合因子需要额外的调整(tuning，调谐)，增加了***的复杂性。
发明内容
根据一个或多个实施例，转向***包括被配置为调节转向角度的马达和与马达耦接的处理器，处理器被配置为执行用于根据目标转向角度控制马达的方法。该方法包括：根据目标转向角度和实际转向角度之间的差计算误差信号；根据目标转向角度的函数计算前馈项；根据实际转向角度的函数计算反馈项；使用基于误差信号的积分加上初始值而得到的积分控制项来计算控制输出信号；基于反馈项和前馈项来计算积分控制项的初始值；以及，使用控制输出信号来操作马达。
根据一个或多个实施例，用于在转向***中根据目标转向角度控制转向角度的方法包括：根据目标转向角度和实际转向角度之间的差计算误差信号；根据目标转向角度的函数计算前馈项；根据实际转向角度的函数计算反馈项；使用基于误差信号的积分加上初始值而得到的积分控制项来计算控制输出信号；基于反馈项和前馈项来计算积分控制项的初始值；以及，使用控制输出信号来操作马达。
根据一个或多个实施例，控制***包括处理器，该处理器被配置为执行用于在转向***中根据目标转向角度控制转向角度的方法。该方法包括：根据目标转向角度和实际转向角度之间的差计算误差信号；根据目标转向角度的函数计算前馈项；根据实际转向角度的函数计算反馈项；使用基于误差信号的积分加上初始值而得到的积分控制项来计算控制输出信号；基于反馈项和前馈项来计算积分控制项的初始值；以及，使用控制输出信号来操作马达。
这些和其他优点和特征将从以下结合附图进行的描述中变得更加明显。
附图说明
本公开的主题在说明书的权利要求中特别指出并明确要求保护。从以下结合附图的详细描述中，本公开的前述以及其他特征和优点将显而易见，其中：
图1描绘了根据本公开的各个方面的电动助力转向***的示例性实施例的框图；
图2描绘了根据本公开的各个方面的控制方法的框图；
图3描绘了根据本公开的各个方面的有助于转向辅助机构的惯性的力的框图；
图4描绘了根据本公开的各个方面的基于时间的混合因子技术中的不同混合因子的曲线图；
图5描绘了根据本公开的各个方面的示出使用基于时间的混合因子技术的位置控制的性能的曲线图；
图6描绘了根据本公开的各个方面的示出使用控制技术的位置控制的性能的曲线图；以及
图7描绘了用于在转向***中控制转向角度的方法中列出步骤的流程图。
具体实施方式
现在参考附图，其中本公开将参考具体实施例进行描述，但不限于此，应该理解，所公开的实施例仅是本公开的说明性实施例，其可以以多种和替代的形式来实施。附图不一定按照比例；某些特征可能会被放大或最小化，以显示特定组件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能性细节不应被解释为限制性，而仅仅是作为用语教导本领域技术人员多方面地采用本公开的代表性基础。
如本文中使用的，术语模块和子模块指的是一个或多个处理电路(例如专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或群组的)和存储器、组合逻辑电路)，和/或提供所述功能的其他合适组件。可以理解，下面描述的子模块可以进行组合和/或被进一步划分。
现在参考附图，其中技术方案将参考具体实施例进行描述，但不限于此，图1是适于实现所公开的实施例的电动助力转向***(EPS)40的示例性实施例。转向机构36是齿条齿轮式***，包括在壳体50内的齿条(toothed rack)(未示出)以及位于齿轮壳体52下的小齿轮(也未示出)。当操作者输入(在下文中表示为方向盘26(例如，手轮等))转动时，上转向轴29转动，通过万向节34连接到上转向轴29的下转向轴51使小齿轮转动。小齿轮的旋转使齿条移动，从而使连结杆38(仅示出一个)移动进而使转向节39(仅示出一个)移动，从而使可转向轮44(仅示出一个)转动。
电动助力转向辅助通过通常由附图标记24指定的控制装置提供，包括控制器16和电机19，该电机可以是永磁同步马达(PMSM)，在下文中被表示为电机19。控制器16由车辆电源供应10通过线路12供电。控制器16从车辆速率传感器17接收表示车辆速率的车辆速度信号14。转向角度通过位置传感器32测量，该位置传感器可以是光学编码型传感器、可变电阻型传感器或任何其他合适类型的位置传感器，并向控制器16提供位置信号20。马达速率可以用转速计或任何其他装置测量，并作为马达速率信号21传输到控制器16。表示为ωm的马达速率可以被测量、计算或其组合。例如，可以根据由位置传感器32在规定时间间隔内测量的马达位置θ的变化计算马达速率ωm。例如，可以根据马达位置θ的微分由等式ωm＝Δθ/Δt确定马达速度ωm，其中，Δt是采样时间，Δθ是采样间隔期间的位置变化。或者，可以根据位置相对于时间的变化率，从马达位置导出马达速率。应当理解，有许多众所周知的方法用于执行微分的函数。
当转动方向盘26时，扭矩传感器28感测由车辆操作者施加到方向盘26的扭矩。扭矩传感器28可以包括扭杆(未示出)和可变电阻型传感器(也未示出)，其将与扭杆上的扭转量相关的可变扭矩信号18输出到控制器16。虽然这是扭矩传感器中的一种，但是任何其他与已知的信号处理技术一起使用的合适的扭矩感测装置就足够了。响应于各种输入，控制器向电动马达19发送命令22，该电动马达通过蜗杆47和蜗轮48向转向***提供扭矩辅助，从而向车辆转向提供扭矩辅助。
应当注意，虽然所公开的实施例是通过引用用于电动转向应用的马达控制来描述的，但是应当理解，这些引用仅是说明性的，并且所公开的实施例可以应用于采用电动马达的任何马达控制应用，例如转向、阀门控制等。此外，本文中的引用和描述可以应用于许多形式的参数传感器，包括但不限于扭矩、位置、速度等。还应当注意，本文中引用的电机包括但不限于马达，为了简明和简单起见，下文仅引用马达但不作限制。
在如图描绘的控制***24中，控制器16利用扭矩、位置和速度等来计算命令以发出(deliver)所需的输出功率。控制器16被设置成与马达控制***的各种***和传感器通信。控制器16接收来自每个***传感器的信号，量化所接收的信息，并响应于该信号提供输出命令信号，例如，在该示例中，向马达19。控制器16被配置为从逆变器(未示出)中产生(develop)相应的电压，该逆变器可以可选择地与控制器16合并，并在本文中被称为控制器16，使得当(电压)施加到马达19时，生成所需的扭矩或位置。在一个或多个示例中，控制器16作为电流调节器以反馈控制模式操作以生成命令22。或者，在一个或多个示例中，控制器16以前馈控制模式操作以生成命令22。因为这些电压与马达19的位置和速度以及所需的扭矩有关，所有可以确定转子的位置和/或速度以及操作者施加的扭矩。位置编码器连接到下转向轴51以检测角位置θ。编码器可以基于光学检测、磁场变化或其他方法来感测旋转位置。典型的位置传感器包括电位器、解析器(resolvers)、同步器、编码器等，以及包括上述中的至少一个的组合。位置编码器输出位置信号20，该位置信号指示下转向轴51的角位置，从而指示马达19的角位置。
所需的扭矩可以由一个或多个扭矩传感器28确定，一个或多个扭矩传感器传输指示施加扭矩的扭矩信号18。一个或多个示例性实施例包括这样的扭矩传感器28和来自其的扭矩信号18，其可以响应于被配置成提供指示所施加扭矩的响应指示的柔性扭杆、T杆、弹簧或类似器械(未示出)。
在一个或多个示例中，温度传感器23位于电机19处。优选地，温度传感器23被配置为直接测量马达19的感测部分的温度。温度传感器23将温度信号25传输到控制器16，以有助于本文规定的处理和补偿。典型的温度传感器包括热电偶、热敏电阻、恒温器等，以及包括前述传感器中的至少一个的组合，它们在适当放置时提供与特定温度成比例的可标定(calibratable，可校准)信号。
位置信号20、速率信号21和扭矩信号18等被施加到控制器16。控制器16处理所有输入信号，以生成与每个信号相对应的值，从而使得转子位置值、马达速度值和扭矩值可用于在如本文规定的算法中处理。诸如上述的测量信号也通常根据所需进行线性化、补偿和滤波，以增强所采集信号的特性或消除所采集信号的不希望的特性。例如，可以将信号线性化以提高处理速度，或者解决信号的较大的动态范围。可以采用基于频率或时间的补偿和滤波来消除噪声或避免不希望的频谱特性。
为了执行规定的功能和所需的处理，以及因此进行的计算(例如，马达参数的识别、控制算法等)，控制器16可以包括但不限于处理器、计算机、DSP、存储器、存贮器、寄存器、定时、中断、通信接口和输入/输出信号接口等，以及包括上述中的至少一个的组合。例如，控制器16可以包括对输入信号进行处理和滤波，以使得能够从通信接口精确采样和转换或获得这种信号。控制器16的附加特征和其中的某些过程在本文稍后详细讨论。
比例积分微分(PID)控制回路用于生成控制输出信号u，该控制输出信号用于控制不同工业中的各种各样的不同过程，因为PID控制回路是相对有成本效益的并且易于调整的。顾名思义，比例积分微分(PID)控制回路根据比例控制项uP、积分控制项uI和微分控制项uD之和生成控制输出信号u。还可以将控制输出信号u写为u(t)，以指示其作为时间的函数而变化。另外，可以使用相关的控制回路来生成控制输出信号，例如比例积分(PI)控制回路，其可以类似于PID控制回路，而无需微分控制项uD。
图2中示出了用于控制电动助力转向(EPS)***的示例PID控制回路100，其中r是目标角度，u是控制输出信号，y是小齿轮角度，e是误差信号。控制输出信号u可以是例如马达扭矩命令。差值块102根据e＝r–y计算误差信号e。P是由框104表示的EPS***，d是作用于EPS***P的外部干扰，例如道路上的颠簸(bump)。而且，在图2中，我们假设积分控制的初始条件为零。
图3示出了电动助力转向***P的模型。EPS***包括产生用于转向车辆的扭矩的辅助机构。辅助机构可以包括电动马达19、蜗杆47和蜗轮48，如图1的示例所示。可以使用其他不同类型的辅助机构，其可以取决于转向***的特定布置。如图3所示，辅助机构具有受若干不同力影响的机构惯性120。这些力包括由电动马达19施加的马达扭矩122、诸如辅助机构的内部摩擦的摩擦(力)124以及来自转向机构36的齿条力126。作用在辅助机构上的力还可以包括扭杆(也称为T杆)扭矩128，该扭矩包括手轮惯性130和作用在方向盘26上的其他外力。在一些***中可能不存在手轮惯性130和T杆扭矩128(例如，在线控转向配置中没有方向盘或没有车轮***的自动驾驶车辆)。
PID控制回路100采用PID算法根据时间的函数u(t)来计算控制输出u。PID算法可以看作前馈、反馈和积分控制的组合，如等式(1)所示：
Figure BDA0002394972040000071
其中
Figure BDA0002394972040000072
是PID前馈项uF(t)，其是目标角度r的函数；其中
Figure BDA0002394972040000073
是PID反馈项uB(t)，其是实际转向角度y的函数；其中
Figure BDA0002394972040000074
是PID积分控制项uI(t)，其是误差信号e的函数；以及，C0是积分控制项uI(t)的初始值。在一些实施例中，初始值C0为0。这里，t＝0表示首次激活PID控制回路的初始时间。例如，t＝0可以表示角度控制从禁用切换到启用的时间。而且，如等式(1)所示，PID算法将PID前馈项和PID反馈项限制为使用公共调整参数(例如Kp和Kd)，这可能会限制限制调整PID算法优化性能、稳定性和鲁棒性的能力。
PID算法可以扩展到具有离散前馈项、反馈项和积分控制项的一般控制算法。其如等式(2)所示：u(t)＝uI(t)+uF(t)-uB(t)，其中：
Figure BDA0002394972040000075
Figure BDA0002394972040000081
Figure BDA0002394972040000082
在一些实施例中，离散反馈项uB(t)可以包括PID反馈项的那些之外的附加***状态。例如等式(2)的x3(t)和x4(t)是其它***状态(例如，分别是方向盘26的位置和方向盘26的速率)。此外，离散前馈项、反馈项和积分控制项可以具有单独的调整参数Kf1、Kf2、Kb1、Kb2、Kb3，并且不受前馈项和反馈项中的公共调整参数(例如，PID算法的Kp、Ki和Kd)的约束。注意，由于积分控制的性质，其可以从时间t＝0开始随着时间的推移而增加效果，特别是在初始值C0＝0的情况下，所以前馈控制和/或反馈控制(例如，由PID或离散前馈项和/或PID或离散反馈项主导的控制算法)可以比积分控制更快地响应***状态。此外，前馈控制对闭环稳定性没有影响。转向***可以是多阶***，其中在PID控制算法中可能忽略一些***动力学(例如，转向柱动力学和马达动力学)，例如等式(1)中所示的控制算法。
在某些情况下，控制算法可能具有非零初始条件，这可能导致等式(2)的一般控制算法的问题。例如，其中一般控制算法用于从偏心角度开始的位置控制。也就是说，在初始时刻，r(0)＝y(0)，而r(0)≠0。因此，uI(0)＝0(假设C0＝0)，而uF(0)-uB(0)≠0。因此，当启用位置控制时，u(0)≠0，这可能导致在时间t＝0时马达扭矩跳跃。这种马达扭矩跳跃会在转向***中生成不希望的运动。如果在时间t＝0时，r(0)≠y(0)(即e(0)≠0)，这种情况可能更严重。
解决该问题的常见解决方案是将基于时间的混合因子142、144、146(例如，其可以是从0到1)乘以控制u(t)，使得控制u将随着时间推移从0开始到正常计算值。图4示出了混合因子的一些示例。具体地，图4示出了具有第一混合因子142(标记为“混合因子1”)、第二混合因子144(标记为“混合因子2”)和第三混合因子146(标记为“混合因子3”)的曲线图140。第一混合因子142和第三混合因子146具有恒定的线性斜率，其中第一混合因子142比第三混合因子146增加得更快。第二混合因子144具有指数斜率。应当理解，这些仅是示例，并且基于时间的混合因子142、144、146可以具有可以是线性或非线性的不同形式。
基于时间的混合因子142、144、146的使用可以为积分器项提供赶上前馈控制和反馈控制的时间。然而，基于时间的混合因子142、144、146可能引入为了使控制u达到正常水平并移动平滑的不希望的延迟(例如，几秒)。而且，对基于时间的混合因子142、144、146的调整与控制算法的调整有关，这会增加调整工作。
图5示出了使用基于时间的混合因子技术的EPS***中的位置控制的性能。图5包括小齿轮角度随时间变化的第一曲线图150，第一曲线图包括目标角度曲线152和测量角度曲线154。图5还示出了包括马达扭矩随时间变化的曲线162的第二曲线图160。目标角度曲线152示出了具有360度的恒定值的目标角度r，而测量角度曲线154示出了随时间变化的实际小齿轮角度y(也称为测量角度)。在时间t＝0且r(0)≠y(0)(即e(0)≠0)时启用位置控制。实际小齿轮角度y需要3秒以上来稳定在目标角度r。此外，在所描绘的示例中，实际小齿轮角度y的移动并不是特别平滑。为了使用基于时间的混合因子调整***以产生实际小齿轮y更平滑的运动，用于使实际小齿轮角度y稳定在目标角度r的时间甚至可能更长。
图6示出了在根据本公开的一个或多个实施例的使用位置控制技术的EPS***中位置控制的性能，该位置控制技术包括基于反馈项uB和前馈项uF计算积分控制项uI的初始值C0。具体地，图6示出了包括计算初始值C0＝-(uF(0)-uB(0))的位置控制技术。换句话说，根据前馈项的初始值uF(0)减去反馈项的初始值的uB(0)后的负值来计算积分控制项uI的初始值C0。图6包括小齿轮角度随时间变化的第一曲线图170，第一曲线图包括目标角度曲线172和测量角度曲线174。图6还示出了包括马达扭矩随时间变化的曲线182的第二曲线图180。目标角度曲线172示出了具有360度的恒定值的目标角度r，而测量角度曲线174示出了实际小齿轮角度y(也称为测量角度)随时间变化。在时间t＝0且r(0)≠y(0)(即e(0)≠0)时启用位置控制。实际小齿轮角度y需要大约0.6秒来稳定在目标角度r。此外使用本公开的技术的实际小齿轮角度y的移动比图5中所示的基于时间的混合因子技术平滑得多。注意，在图5和图6的曲线中使用具有相同调整的相同控制算法。结论是，本公开的技术具有更好地性能(例如，更平滑的移动和更快的响应)。而且，与基于时间的混合因子技术相比，本公开的技术可能需要更少的调整工作。
本文中描述的技术方案解决了处理上述非零初始条件问题的这种技术挑战。本文中描述的技术方案积分控制的初始值(即C0)，该初始值***滑。而且，使用本文中描述的这种技术方案不需要更多的调整工作。
根据一个或多个实施例，本公开包括处理器，该处理器被配置为首先在初始时间计算前馈控制和反馈控制，即uF(0)-uB(0)。然后我们设置C0＝-(uF(0)-uB(0))。因此，u(0)＝C0+uF(0)-uB(0)＝0。在离散时间实现中，如果在时间k启用位置控制并在时间k-1禁用位置控制，则在离散时间k时将积分器状态设置为-(uF(k)-uB(k))。这有助于利用积分控制的初始值来推动积分器状态以赶上前馈控制和反馈控制。
如图7中的流程图中所描述的，还提供了在诸如电动助力转向***(EPS)40的转向***中控制转向角度的方法200。方法200包括在步骤202中根据目标转向角度r和实际转向角度y之间的差计算误差信号e。在一些实施例中，从高级驾驶员辅助***(ADAS)接收目标转向角度r。在一些实施例中，转向***为线控转向***，并且基于方向盘26的位置计算出目标转向角度r。
方法200还包括在步骤204中根据目标转向角度r的函数计算前馈项uF。前馈项uF可以是PID前馈项，例如
Figure BDA0002394972040000101
或者，前馈项uF可以是比例积分(PI)前馈项，例如(Kp*r(t))。或者，前馈项uF可以是离散前馈项，例如
Figure BDA0002394972040000102
方法200还包括在步骤206中根据实际转向角度y的函数计算反馈项uB。反馈项uB可以是PID反馈项，例如
Figure BDA0002394972040000103
或者，反馈项uB可以是比例积分(PI)反馈项，例如(Kp*y(t))。或者，反馈项uB可以是离散反馈项，例如
Figure BDA0002394972040000111
方法200还包括在步骤208中，使用基于误差信号e的积分加上初始值C0而得到的积分控制项uI来计算控制输出信号u。积分控制项uI可以被写为时间的函数，例如uI(t(。在一些实施例中，可以通过随时间对误差信号e积分来计算积分控制项uI。例如，可以根据
Figure BDA0002394972040000112
计算积分控制项，其中Ki是预定值，e是误差信号，C0是积分控制项uI(t)在时间t＝0的初始值。
方法200还包括在步骤210中基于反馈项uB和前馈项uF计算积分控制项uI的初始值C0。在一些实施例中，根据C0＝-(uF(0)-uB(0))计算积分控制项uI的初始值C0，其中uF(0)是前馈项uF的初始值，而uB(0)是反馈项uB的初始值。在一些实施例中，基于反馈项uB和前馈项uF计算积分控制项uI的初始值C0的步骤可以响应于转向***离开手动控制模式的切换操作来执行。例如，积分控制项的初始值C0可以在将转向***从手动控制模式切换到合作或共享控制模式时计算，除了用户输入之外，合作或共享控制模式还可以包括来自ADAS***的输入。在另一示例中，积分控制项的初始值C0可以在将转向***从手动控制模式切换到自动控制模式时计算，自动控制模式例如可以是自动驾驶模式的一部分。
方法200以在步骤212使用控制输出信号u操作马达19结束。在一些实施例中，控制输出信号u是扭矩命令，并且步骤212可以包括产生对应于控制输出信号u的扭矩。对应于控制输出信号u的扭矩可以例如由电机19生成。在一些实施例中，控制输出信号u对应于由转向***中的一个或多个组件生成的扭矩的变化。步骤212可以包括基于控制输出信号u增加或减小由电机19生成的扭矩，例如，具有给定值(例如u＝0)的控制输出信号u可以使电机19保持给定的扭矩输出。在一些实施例中，控制输出信号u是位置命令，并且电机19使转向机构36内的一个或多个组件移动到与控制输出信号u相对应的命令位置。在一些实施例中，控制输出信号u是位置命令的改变。例如，具有给定值(例如u＝0)的控制输出信号u可以使电机19将转向机构36保持在给定位置。
这里描述的技术方案不增加对控制算法的调整工作。而且，这里描述的技术方案不影响积分器的抗结束方法。此外，这里描述的技术方案可以用于积分器或伪/泄漏积分器。此外，这里描述的技术方案可以在单个电子控制单元(ECU)或双ECU中使用。
本技术方案可以是处于任何可能的技术细节集成水平的***、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括可读存储媒介(或介质)，其上具有使处理器执行本技术方案的各个方面的计算机可读程序指令。
这里参考根据技术方案的实施例的方法、装置(***)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本技术方案的各个方面。应该理解，流程图和/或框图中的每个框以及流程图和/或框图中的框的组合可以通过计算机可读程序指令来实现。
附图中的流程图和框图示出了根据本技术方案的各种实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个框可表示指令的模块、段或部分，其包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替代实施方式中，方框中提到的功能可以不按照附图中指出的顺序发生。例如，实际上，连续示出的两个框可以基本上同时执行，或者框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还将注意到，框图和/或流程图的每个框以及框图和/或流程图中的框的组合可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的***来实现,或者执行特殊用途硬件和计算机指令的组合。
还将意识到，在此例示的执行指令的任何模块、单元、组件、服务器、计算机、终端或设备可以包括或以其他方式访问计算机可读介质，诸如存储介质、计算机存储介质或数据存储设备(可移除和/或不可移除)，例如磁盘、光盘或磁带。计算机存储介质可以包括以用于存储信息(例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。这样的计算机存储介质可以是设备的一部分或可访问或可连接到其上。这里描述的任何应用或模块可以使用可以被这样的计算机可读介质存储或以其他方式保持的计算机可读/可执行指令来实现。
尽管仅结合有限数量的实施例来详细描述技术方案，但应当容易理解的是，本公开不限于这些公开的实施例。相反，可以对本公开进行修改以结合迄今为止未描述但与本公开的范围相称的任何数量的变化、更改、替换或等同布置。另外，尽管己经描述了本公开的各种实施例，但应该理解，本公开的各个方面可以仅包括所描述的实施例中的一些或包括各个实施例的组合。相应地，本公开不被视为受前述描述的限制。

Claims (17)

1.一种转向***，包括：
马达，被配置为调节转向角度；以及
处理器，与所述马达耦接，所述处理器被配置为执行用于根据目标转向角度控制所述马达的方法，所述方法包括：
根据所述目标转向角度和实际转向角度之间的差计算误差信号；
根据所述目标转向角度的函数计算前馈项；
根据所述实际转向角度的函数计算反馈项；
使用基于所述误差信号的积分加上初始值而得到的积分控制项来计算控制输出信号；
基于所述反馈项和所述前馈项来计算所述积分控制项的初始值；及
使用所述控制输出信号来操作所述马达，
其中，根据C0＝-(uF(0)-uB(0))计算所述积分控制项的初始值，其中uF(0)是所述前馈项的初始值，uB(0)是所述反馈项的初始值。
2.根据权利要求1所述的转向***，其中，所述控制输出信号是扭矩命令；以及其中，使用所述控制输出信号来操作所述马达包括由所述马达生成对应于所述控制输出信号的扭矩。
3.根据权利要求1所述的转向***，其中，使用所述积分控制项计算所述控制输出信号是由比例积分微分(PID)控制回路执行。
4.根据权利要求1所述的转向***，其中，根据
Figure FDA0003953093010000011
Figure FDA0003953093010000012
计算所述积分控制项(uI)，其中Ki为预定值，e为误差信号，C0为初始值。
5.根据权利要求1所述的转向***，其中，从高级驾驶员辅助***(ADAS)接收所述目标转向角度。
6.根据权利要求1所述的转向***，其中，基于所述反馈项和所述前馈项计算所述积分控制项的初始值，是响应于所述转向***离开手动控制模式的切换操作来执行。
7.根据权利要求1所述的转向***，其中，所述转向***为线控转向***，并且基于方向盘的位置计算所述目标转向角度。
8.一种用于在转向***中根据目标转向角度控制转向角度的方法，所述方法包括：
根据所述目标转向角度和实际转向角度之间的差计算误差信号；
根据所述目标转向角度的函数计算前馈项；
根据所述实际转向角度的函数计算反馈项；
使用基于所述误差信号的积分加上初始值而得到的积分控制项来计算控制输出信号；
基于所述反馈项和所述前馈项来计算所述积分控制项的初始值；以及
使用所述控制输出信号来操作马达，
其中，根据C0＝-(uF(0)-uB(0))计算所述积分控制项的初始值，其中uF(0)是所述前馈项的初始值，uB(0)是所述反馈项的初始值。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述控制输出信号是扭矩命令；以及其中，使用所述控制输出信号来操作所述马达包括由所述马达生成对应于所述控制输出信号的扭矩。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，使用所述积分控制项计算所述控制输出信号是由比例积分微分(PID)控制回路执行。
11.据权利要求8所述的方法，其中，根据
Figure FDA0003953093010000021
计算所述积分控制项，其中Ki为预定值，e为误差信号，C0为初始值。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，从高级驾驶员辅助***(ADAS)接收所述目标转向角度。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，所述转向***为线控转向***，并且基于方向盘的位置计算所述目标转向角度。
14.一种控制***，包括：
处理器，被配置为执行用于在转向***中根据目标转向角度控制转向角度的方法，所述方法包括：
根据所述目标转向角度和实际转向角度之间的差计算误差信号；
根据所述目标转向角度的函数计算前馈项；
根据所述实际转向角度的函数计算反馈项；
使用基于所述误差信号的积分加上初始值而得到的积分控制项来计算控制输出信号；
基于所述反馈项和所述前馈项来计算所述积分控制项的初始值；及
使用所述控制输出信号来操作马达，
其中，根据C0＝-(uF(0)-uB(0))计算所述积分控制项的初始值，其中uF(0)是所述前馈项的初始值，uB(0)是所述反馈项的初始值。
15.根据权利要求14所述的控制***，其中，所述控制输出信号是扭矩命令；以及其中，使用所述控制输出信号来操作所述马达包括由所述马达生成对应于所述控制输出信号的扭矩。
16.根据权利要求14所述的控制***，其中，使用所述积分控制项计算所述控制输出信号是由比例积分微分(PID)控制回路执行。
17.根据权利要求14所述的控制***，其中，基于所述反馈项和所述前馈项计算所述积分控制项的初始值，是响应于所述控制***离开手动控制模式的切换操作来执行。
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