收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

轻型线控制动汽车执行系统传感器故障诊断与整车稳定性协调控制

王梦春  
【摘要】:线控制动执行器系统具有体积小、布置方便、响应快以及制动效能高等特点。同时线控制动系统是一个包含控制器、通讯网络、传感器、执行器等组成部件的复杂的机械电子系统。对于如此复杂的机电系统,针对执行器的传感器进行故障诊断,电控单元进行容错控制策略研究,执行器发生故障后整车稳定性控制研究,具有重大的研究意义。 本文首先以提高线控制动系统的电控单元的容错能力为研究目标,围绕着制动踏板传感器、通讯网络、顶层控制器、电源管理系统,开展了相关容错控制策略研究。然后建立了线控制动系统执行器传感器故障诊断及整车稳定性协调控制仿真平台,随后,提出了线控制动执行控制系统传感器故障诊断及整车稳定性协调控制策略的总体方案,将支持向量机(Suppot Vector Machine—SVM)的原理引入到线控制动系统执行器传感器故障诊断当中,对单执行器故障的整车采用控制分配算法进行稳定性协调控制,并进行仿真验证。最后,搭建了硬件在环试验平台,针对线控制动控制系统传感器故障诊断及整车稳定性协调控制策略的有效性及可靠性进行了硬件在环试验对比验证。全文内容包括: 1、搭建线控制动执行系统传感器故障诊断及整车稳定性协调控制离线仿真平台 根据本文的研究目的,为给线控制动执行系统传感器故障诊断及整车稳定性协调控制策略的验证提高有效的仿真模型,在Matlab/Simulink环境下建立了线控制动系统执行器数学模型,主动转向数学模型及车辆航向平面内的动力学模型。线控制动系统执行器模型包括:无刷直流电机模块、传动机构模块以及制动器模块。 2、线控制动执行系统传感器故障诊断及整车稳定性协调控制仿真研究 首先,应用支持向量机回归算法(Suppot Vector Regression—SVR)建立了线控制动系统执行器的辨识模型,通过电流、压力及转速传感器的输出值在辨识模型和仿真模型空间和时间上的冗余信息产生残差,并利用残差阈值的方法进行故障诊断。试验验证结果表明该方法对线控制动系统执行器的传感器能进行有效的故障诊断。在单执行器故障失效工况下,根据制动力大小采用不同的控制策略,制动力较小时,采用制动系统单独控制,当制动力较大时,采用基于控制分配算法的主动转向与制动系统协调控制,根据期望的整车动力学状态,经控制分配算法优化后得到执行系统的控制输入量,仿真结果表明基于分配控制算法在单轮主动失效工况下的整车稳定性控制中具有很好的控制效果,能保证配备主动转向系统的线控制动汽车在单轮失效时,汽车仍能保持理想的制动减速度和车辆行驶轨迹。 3、硬件在环台搭建及实验研究 为了验证线控制动执行系统传感器故障诊断及整车稳定性协调控制策略,搭建了基于xPC的工控机实时仿真平台的硬件在环试验台。并针对电子制动踏板传感器建立了三重冗余模块。中央控制器采用了双机热备份的冗余控制策略,控制器包含主控芯片和备份芯片两个芯片。两个芯片同时工作并通过独立的网络进行通讯,正常工作时,只有主控芯片输出,备份芯片则通过心跳信号对主控芯片进行监测,一旦发现主控芯片发生故障,则会屏蔽主控芯片的输出,切换到备用芯片进行输出,从而提高中央控制器的容错能力。对执行器系统采用双电源供电,控制器系统单电源供电,保证了线控制动系统的电源安全性。采用双路CAN通讯网络来提高CAN系统的故障容错功能,保证信息传递的实时性和有效性。利用搭建好的硬件在环试验台进行了典型工况的硬件在环试验。结果表明:本文设计的线控制动执行系统传感器故障诊断及整车稳定性协调控制策略不但能够有效及时的诊断出轻型电子机械制动汽车执行器传感器故障,而且在单执行器发生制动失效时能维持车辆稳定性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 赵艳霞;杨青;刘义;;基于SVR的传感器故障诊断方法研究[J];机电技术;2016年03期
2 黎梨苗;陆绮荣;徐永杰;;基于硬件冗余的传感器故障诊断研究[J];微计算机信息;2008年19期
3 钟清流;蔡自兴;;基于一类支持向量机的传感器故障诊断[J];计算机工程与应用;2006年19期
4 夏常弟,李治;传感器故障诊断中确定阈值的随机变量方法[J];控制与决策;1997年02期
5 张守桂;王正兵;张学伐;;基于小波变换的传感器故障诊断仿真研究[J];机械管理开发;2009年03期
6 聂北刚,李初琴;传感器故障诊断实时监测系统设计的探讨[J];机械强度;2001年03期
7 张晨,韩月秋;基于神经网络的传感器故障诊断技术[J];电子科技导报;1998年08期
8 许秀玲,汪晓东;传感器故障诊断方法研究[J];佛山科学技术学院学报(自然科学版);2004年03期
9 高立娥;张萍;;神经网络预测方法在鱼雷系统传感器故障诊断中的应用[J];弹箭与制导学报;2008年03期
10 郑秋红;;航空发动机传感器故障诊断[J];计算机仿真;2012年02期
11 蔚志坚;基于神经网络的传感器故障诊断技术的研究[J];建材技术与应用;2005年01期
12 房方,牛玉广,孙万云;一种基于神经网络预测的传感器故障诊断新方法[J];电力情报;2000年04期
13 王琳,李木,李文,丁鸣艳;基于神经网络的传感器故障诊断仿真[J];大连铁道学院学报;2004年03期
14 王军,吕震中,曹荃;基于神经网络的传感器故障诊断方法与应用[J];自动化仪表;2003年10期
15 刘民钢;柴油机多传感器故障诊断[J];船海工程;2002年04期
16 王磊;聂晖;;基于稀疏主成分的空调系统传感器故障诊断[J];仪表技术与传感器;2017年09期
17 潘婷婷;;氧传感器故障诊断误区分析[J];黑龙江科技信息;2014年25期
18 周祖德,库少平,胡业发;电磁轴承多传感器故障诊断研究[J];中国机械工程;2005年01期
19 张晓华,吴贵强;基于主元分析的传感器故障诊断[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2002年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 邓方;陈杰;陈文颉;;基于数据特征的多线传感器故障诊断[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 李亚楠;段立;顾方勇;;基于支持向量机的传感器故障诊断研究[A];舰船电子装备维修理论与应用——中国造船工程学会电子修理学组第四届年会暨信息装备保障研讨会论文集[C];2005年
3 张柯;李文然;;一种新的传感器故障诊断设计方法[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
4 于莲芝;梁卫冲;颜国正;;现场总线基于知识的智能传感器故障诊断(英文)[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
5 郭刚;王正兵;;基于连续小波变换的传感器故障诊断研究[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年
6 祝用华;杨学宾;杜志敏;晋欣桥;;关联维数用于温度传感器故障诊断初探[A];上海市制冷学会2011年学术年会论文集[C];2011年
7 龚瑞昆;;离散小波变换在传感器故障诊断中的应用[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(下)[C];2001年
8 钱朋朋;刘金国;张伟;魏英姿;;基于多尺度主元分析的传感器故障诊断[A];中国仪器仪表学会第十三届青年学术会议论文集[C];2011年
9 张高钱;李秋红;任冰涛;;于神经网络和卡尔曼滤波器的航空发动传感器故障诊断研究[A];全面建成小康社会与中国航空发展——2013首届中国航空科学技术大会论文集[C];2013年
10 李果;李学仁;何秀然;杜军;;基于动态主元分析法的航空发动机传感器故障诊断[A];中国航空学会控制与应用第十二届学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 付克昌;基于结构优化PCA的传感器故障诊断方法及其应用研究[D];浙江大学;2007年
2 谭平;智能车辆的惯性传感器故障诊断研究[D];中南大学;2012年
3 胡庆辉;非稀疏多核支持向量机学习方法研究[D];武汉大学;2015年
4 孙宗海;支持向量机及其在控制中的应用研究[D];浙江大学;2003年
5 徐芳;航空影像分割的支持向量机方法[D];武汉大学;2004年
6 蔡从中;支持向量机及其在生物材料功能研究中的应用[D];重庆大学;2003年
7 孙德山;支持向量机分类与回归方法研究[D];中南大学;2004年
8 翟永杰;基于支持向量机的故障智能诊断方法研究[D];华北电力大学(河北);2004年
9 董春曦;支持向量机及其在入侵检测中的应用研究[D];西安电子科技大学;2004年
10 安金龙;支持向量机若干问题的研究[D];天津大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王梦春;轻型线控制动汽车执行系统传感器故障诊断与整车稳定性协调控制[D];吉林大学;2013年
2 任大明;基于神经网络的航空发动机传感器故障诊断研究[D];中国民航大学;2012年
3 黄治军;基于小波分析的传感器故障诊断研究[D];西北工业大学;2004年
4 高翔;基于小波分析的燃料电池发动机传感器故障诊断研究[D];武汉理工大学;2010年
5 康凯;履带起重机传感器故障诊断技术的研究[D];大连理工大学;2006年
6 贾启龙;基于数据驱动的无人半潜平台传感器故障诊断[D];大连海事大学;2013年
7 于凤满;基于模型的传感器故障诊断研究[D];青岛理工大学;2010年
8 李家佳;无人直升机传感器故障诊断策略研究[D];南昌航空大学;2018年
9 刘振涛;中速磁浮列车单铁悬浮系统传感器故障诊断研究[D];北京交通大学;2018年
10 都泽源;交流伺服系统霍尔传感器故障诊断与容错控制策略研究[D];哈尔滨理工大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 上海迈步 马宜敏;短线控制仓位为宜[N];上海金融报;2017年
2 本报记者 雷德芝;广陕广巴连接线控制性工程全部开工[N];广元日报;2013年
3 本报记者 王眉灵;新增生态红线控制轨道交通增加159公里[N];四川日报;2015年
4 本报记者 黄观平;镇街用水实行红线控制[N];东莞日报;2013年
5 王新民;抓住三条线控制成本[N];中国石化报;2012年
6 陈明宇;设计院确保西二线控制性工程设计[N];石油管道报;2010年
7 记者 李志杰;国家投巨资保护东中线控制性文物[N];中国水利报;2005年
8 本报记者 岛茜;宝鸡打造传感器之都底气何在?[N];宝鸡日报;2019年
9 刘建文;氢传感器助力清洁能源应用[N];中国科学报;2019年
10 本报记者 周丽燕;应构建传感器“双生态”产业链[N];人民政协报;2018年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978