基于鍵合圖方法的智能汽車測(cè)量不確定度精確診斷

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基于鍵合圖方法的智能汽車測(cè)量不確定度精確診斷

故障檢測(cè)與隔離的方法在工程實(shí)踐中發(fā)揮著很重要的作用，其可以避免出現(xiàn)臨界情況，而臨界情況下故障的傳播會(huì)影響到系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性。利用已有的參數(shù)和所有線性時(shí)不變系統(tǒng)以及一部分非線性時(shí)不變系統(tǒng)的測(cè)量不確定度，通過(guò)鍵合圖的方法，提出了一種故障檢測(cè)與隔離的方法。對(duì)測(cè)量過(guò)程中的不確定度進(jìn)行分析與診斷，在進(jìn)行了相應(yīng)的理論推導(dǎo)后將以上方法應(yīng)用到智能汽車上，并在1/4智能汽車部分進(jìn)行驗(yàn)證。

采用鍵合圖的方法，提出了一種在圖表上直接確定測(cè)量不確定度的方法。利用鍵合圖結(jié)構(gòu)及因果關(guān)系的性質(zhì)，進(jìn)行精確診斷。所介紹的方法的優(yōu)點(diǎn)不僅在于可以使用圖形工具對(duì)測(cè)量不確定度進(jìn)行分析，同時(shí)也可以設(shè)計(jì)高精度的故障診斷和隔離方法。此外，這種方法還很容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化（可以在線性不變系統(tǒng)以及一部分非線性系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化），所以同樣適用于大規(guī)模的系統(tǒng)。同時(shí)，該方法也可以處理參數(shù)故障，這是現(xiàn)有方法（如等價(jià)空間法）無(wú)法解決的。

在自動(dòng)巡航汽車電子機(jī)械式牽引系統(tǒng)中應(yīng)用驗(yàn)證上述方法。將上述方法應(yīng)用于1/4汽車模型，該車由4個(gè)電子機(jī)械式控制輪和兩套轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)組成。對(duì)3個(gè)不同的物理量（電流、轉(zhuǎn)子角速度、車輪角速度）進(jìn)行測(cè)量。將模型分成3個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)部分：①電子部分反映了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功率特性；②機(jī)械機(jī)構(gòu)部分表征了轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)特性；③負(fù)荷部分考慮了車輪與地面之間相互作用引起的滑移特性。為了更好地觀察仿真結(jié)果，利用Matlab/Simulink和用于工程研究的自動(dòng)駕駛模擬器CALLAS/SCANeR進(jìn)行協(xié)同仿真。

試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)電子機(jī)械式系統(tǒng)存在電流和電壓的測(cè)量不確定度時(shí)，該方法可以對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行精確檢測(cè)。驗(yàn)證結(jié)果也表明，診斷系統(tǒng)的性能取決于傳感器的精度。

刊名：Mechatronics（英）

刊期：2012年第22期

作者：Youcef Touati et al

編譯：王培德