汽車半主動(dòng)懸架狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著汽車科技的發(fā)展與人們生活質(zhì)量的改善，車輛駕駛舒適度、可操控性及穩(wěn)定性越來(lái)越受到人們的關(guān)注。車輛懸架是車身與車輪間的傳力裝置，決定了車輛駕駛的舒適性及操縱穩(wěn)定性，直接影響著車輛行駛性能。被動(dòng)懸架參數(shù)固定不可改變;主動(dòng)懸架可根據(jù)路面狀態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)阻尼控制器，但工藝復(fù)雜成本高;半主動(dòng)懸架結(jié)構(gòu)上基于被動(dòng)懸架實(shí)現(xiàn)了阻尼器可控，性能上接近主動(dòng)懸架，成為汽車懸架行業(yè)的研究熱點(diǎn)。
　　車體質(zhì)心垂向加速度、俯仰角加速度、側(cè)傾角加速度、懸架動(dòng)撓度及

2、輪胎動(dòng)載荷是影響車輛駕駛舒適性和可操控性的重要參數(shù)指標(biāo)，車輛懸架控制精度取決于懸架性能參數(shù)準(zhǔn)確獲取。然而在實(shí)際環(huán)境應(yīng)用中，由于車載微慣性敏感元件本身存在漂移和誤差積累，對(duì)車輛懸架狀態(tài)參數(shù)測(cè)量存在較大的誤差或者無(wú)法直接測(cè)量車輛的懸架性能參數(shù)。為實(shí)現(xiàn)車輛懸架狀態(tài)參數(shù)準(zhǔn)確測(cè)量，提出了一種集成傳感器測(cè)量的車輛狀態(tài)估計(jì)算法對(duì)車輛懸架性能參數(shù)進(jìn)行估算。
　　本文首先介紹車輛懸架狀態(tài)估計(jì)理論及工作原理，推導(dǎo)了科里奧利效應(yīng)公式，重點(diǎn)介紹了多傳感器

3、信息融合理論。為有效的捕捉半主動(dòng)懸架系統(tǒng)的狀態(tài)，合理配置汽車中的傳感器分布，其中安裝在車體質(zhì)心處的慣性測(cè)量組合(IMU)與車輛半主動(dòng)懸架兩端的加速度計(jì)為所設(shè)計(jì)的懸架狀態(tài)估計(jì)器提供角速度和加速度等容易獲取的數(shù)據(jù)。根據(jù)車輛懸架系統(tǒng)的狀態(tài)值與傳感器的觀測(cè)值建立了車輛半主動(dòng)懸架狀態(tài)估計(jì)器的狀態(tài)方程與觀測(cè)方程，構(gòu)造擴(kuò)展卡爾曼濾波估計(jì)器，對(duì)汽車半主動(dòng)懸架動(dòng)撓度、輪胎動(dòng)載荷及車體的垂向俯仰側(cè)傾加速度等性能參數(shù)進(jìn)行估算。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文所提出的汽

4、車半主動(dòng)懸架狀態(tài)估計(jì)器對(duì)車體垂向運(yùn)動(dòng)加速度、側(cè)傾角加速度和俯仰角加速度及車輪動(dòng)載荷的最大誤差控制在標(biāo)準(zhǔn)有效值的10％以內(nèi)，對(duì)懸架動(dòng)撓度估算的最大誤差控制在2mm以內(nèi)，驗(yàn)證了該算法的有效性。其次搭建了車輛半主動(dòng)懸架狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)。對(duì)于硬件平臺(tái)的各個(gè)模塊分別進(jìn)行了介紹，軟件方面重點(diǎn)分析了車輛半主動(dòng)懸架狀態(tài)監(jiān)測(cè)的軟件實(shí)現(xiàn)。為了測(cè)試懸架狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)跨平臺(tái)移植的可行性和可靠性，搭建了嵌入式實(shí)時(shí)測(cè)試平臺(tái)，詳細(xì)論述了Windows平臺(tái)下Si

5、mulink/RTW生成可移植C代碼的原理。最后，搭建汽車半主動(dòng)懸架狀態(tài)監(jiān)測(cè)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了車輛懸架狀態(tài)估計(jì)與計(jì)算的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，解決了代碼移值和調(diào)試中出現(xiàn)的所依賴庫(kù)文件、交叉編譯工具及不同平臺(tái)文件格式不匹配等問(wèn)題，成功實(shí)現(xiàn)了代碼的跨平臺(tái)移植和運(yùn)行。
　　系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果表明，由分布于車體質(zhì)心的慣性測(cè)量組合與懸架兩端的加速度傳感器組成，以飛凌OK6410微處理器和Linux3.01實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為核心的汽車半主動(dòng)懸架狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)