發(fā)布時(shí)間：2020-09-24 16:00

　　 汽車安全性是指汽車在行駛中避免事故且保障行人和乘員安全的性能,一般分為主動(dòng)安全性、被動(dòng)安全性、事故后安全性和生態(tài)安全性。在道路交通事故中,汽車本身的安全性能是不可忽視的因素。汽車安全性能好,往往可以避免事故的發(fā)生或減少傷亡的程度。車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)(ESC)是一種主動(dòng)安全系統(tǒng),它可以有效地提高車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性,防止側(cè)滑及甩尾等情況的發(fā)生,在一定程度上保證了人的安全。當(dāng)ESC系統(tǒng)出現(xiàn)故障,車輛穩(wěn)定性很難保證,如果不及時(shí)診斷出故障就會(huì)造成嚴(yán)重的后果。因此近年來ESC系統(tǒng)的故障診斷成為人們研究的重點(diǎn)。本文研究受國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目——電動(dòng)汽車智能輔助駕駛技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目(項(xiàng)目號(hào)2016YFB0101102)資金的支持。首先,為實(shí)現(xiàn)車輛故障診斷并考慮后續(xù)的容錯(cuò)控制,本文在七自由度車輛模型的基礎(chǔ)上引入執(zhí)行器故障和側(cè)風(fēng)干擾,考慮到目前通用的車輛穩(wěn)定控制的分層算法,本文選擇車輛所受的縱向合力、側(cè)向合力和橫擺合力矩作為系統(tǒng)的虛擬輸入。為略去容錯(cuò)控制中復(fù)雜的下層力矩分配,本文將描述液壓執(zhí)行器故障的信息的輪胎力引入七自由度車輛模型。通過對(duì)車輛的氣動(dòng)力學(xué)分析,將側(cè)風(fēng)產(chǎn)生的氣動(dòng)阻力、側(cè)向力和橫擺力矩引入七自由度整車模型。其次,本文研究特殊側(cè)風(fēng)情況下的ESC系統(tǒng)執(zhí)行器故障診斷,為實(shí)現(xiàn)干擾解耦的故障診斷算法設(shè)計(jì),通過求取系統(tǒng)的最大可觀測(cè)空間,選取微分同胚變換方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的變換,得到的子系統(tǒng)可以看作是只受故障和已知輸入影響的系統(tǒng)。為獲取故障信息,在子系統(tǒng)基礎(chǔ)上,本文將故障值作為增廣狀態(tài)建立增廣系統(tǒng)。利用李雅普諾夫方法對(duì)增廣的子系統(tǒng)設(shè)計(jì)非線性故障診斷觀測(cè)器,實(shí)現(xiàn)單一執(zhí)行器的故障診斷,利用Matlab/Simulink搭建模型及故障診斷觀測(cè)器,仿真結(jié)果表明,在無故障情況以及執(zhí)行器發(fā)生緩變故障和突變故障情況下,故障診斷算法能夠?qū)收线M(jìn)行檢測(cè)與隔離。最后,因?yàn)獒槍?duì)特殊側(cè)風(fēng)情況下提出的故障診斷算法在實(shí)際工程中應(yīng)用具有局限性,本文針對(duì)一般側(cè)風(fēng)干擾情況設(shè)計(jì)ESC系統(tǒng)執(zhí)行器故障診斷算法�？紤]到帶有側(cè)風(fēng)干擾和執(zhí)行器故障的七自由度整車模型的非線性性質(zhì),用于干擾故障同時(shí)存在的故障診斷非線性觀測(cè)器設(shè)計(jì)方法復(fù)雜多樣且條件苛刻,本文對(duì)模型進(jìn)行線性化。為實(shí)現(xiàn)全狀態(tài)的線性化,文中采用基于微分幾何的反饋線性化方法,即利用微分同胚映射進(jìn)行坐標(biāo)變換,引入狀態(tài)反饋。通過分析發(fā)現(xiàn)線性化后的系統(tǒng)中故障與干擾存在耦合。為得到故障信息,本文將故障值作為增廣狀態(tài)建立增廣系統(tǒng)�？紤]到干擾與故障存在耦合,本文采用H_?魯棒觀測(cè)器的設(shè)計(jì)思想,通過設(shè)計(jì)觀測(cè)器增益矩陣,得到能抑制干擾的故障診斷觀測(cè)器,同時(shí)保證了狀態(tài)估計(jì)誤差盡快收斂和觀測(cè)誤差漸進(jìn)收斂,實(shí)現(xiàn)單一執(zhí)行器故障發(fā)生時(shí)的故障診斷。利用Matlab/Simulink搭建模型及故障診斷觀測(cè)器,仿真結(jié)果表明,在無故障情況以及執(zhí)行器發(fā)生緩變故障和突變故障情況下,故障診斷算法能夠?qū)收线M(jìn)行檢測(cè)與隔離。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U463.6
【部分圖文】：

控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出大小，從而保證汽車的穩(wěn)定性。圖 1.2 汽車 ESC 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖1.2.3 汽車 ESC 系統(tǒng)工作原理圖 1.3 是汽車 ESC 控制描述，ESC 系統(tǒng)控制過程為：ECU 利用方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、加速傳感器監(jiān)測(cè)駕駛者轉(zhuǎn)彎方向和角度，同時(shí)監(jiān)測(cè)加速踏板位置以及油門位置，

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本文編號(hào)：2825940