间接式轮胎压力监测系统研究

发布时间：2017-11-03 00:06

  本文关键词：间接式轮胎压力监测系统研究

  更多相关文章： 间接式轮胎压力监测 轮速信号处理 参数估计 误差补偿 谱分析

【摘要】：随着经济的发展,汽车已经走进了千家万户,成为了主要的代步工具。同时,汽车的主动安全性能也越来越多的受到了用户及开放商的重视。爆胎作为汽车安全的三大隐患之一,一直以来,各个国家针对于爆胎的情况也制定了相应的法规强制TPMS的安装规程,这也促进了该领域的科研发展。因此该研究方向具有一定的前沿性和经济性。本文的研究硬件基础为吉林大学和企业的横向课题,这也证明了该方向的实用性。TPMS系统主要是汽车安全胎压监测系统,能够主动预测汽车的胎压情况。迄今为止,胎压的监测方法大致分为间接式和直接式两种。本文综合考虑实际开发中经济性、准确性、有效性等因素,对基于频率法的间接式TPMS系统一系列关键技术进行研究:轮胎扭振模态的分析,实车内部轮速信号的处理,传感器误差估计与修正,经典谱估计方法,结合参数估计的现代谱估计等进行研究。主要分为以下几点:(1)本文从轮胎振动模态的角度出发,结合状态空间内特征方程,利用s域内的特征根的分布,分析系统中各个因素对系统特性的影响。同时建立共振频率与模型参数之间的方程式。(2)对传感器的误差产生原理等进行分析,研究了工艺误差对信号的影响。利用误差的约束条件和采样角度和信号之间的微分方程式的关系,结合卡尔曼滤波算法对角度误差值进行估计。(3)论文对实车提供的不同胎压下的轮速信号进行了分析。分别从功率谱和参数辨识两个角度对共振频率进行求解,结果和该模态下的共振频率所符合。说明本文中的方法具有一定可行性。(4)进行了轮胎台架实验。综合考虑了垂向载荷、胎压、速度三者对共振频率的影响。得到的结果也与理论分析相吻合。本文结合实验与理论分析,对TPMS算法进行了细致深入的研究,对汽车安全系统间接式TPMS的模块发展提供一定参考,在对工作总结的同时也提出一些问题和以后的研究中需要完善的地方。
【关键词】：间接式轮胎压力监测 轮速信号处理 参数估计 误差补偿 谱分析
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.6
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 TPMS技术的研究现状及发展趋势11-18
• 1.3 间接式频率法TPMS关键技术18-19
• 1.4 研究内容与结构安排19-22
• 第2章 间接式TPMS轮胎扭振模型的研究22-36
• 2.1 胎压对轮胎特性影响22-23
• 2.2 轮胎扭转振动数学模型的建立23-29
• 2.3 确定连续时间状态下的扭振模型29-30
• 2.4 离散系统扭转振动模型的确定30-33
• 2.5 本章小结33-36
• 第3章 Kalman滤波算法估计传感器误差36-56
• 3.1 轮速传感器概述36-38
• 3.2 分析轮速传感器误差38-39
• 3.3 轮速信号处理39-42
• 3.4 基于Kalman滤波算法估计传感器误差及匹配42-49
• 3.4.1 单步卡尔曼滤波算法42-44
• 3.4.2 Kalman滤波法估计轮速误差44-49
• 3.5 轮速信号重构49-53
• 3.5.1 插值重构49-50
• 3.5.2 常见插值方法50
• 3.5.3 分段线性插值50-53
• 3.6 本章小结53-56
• 第4章 基于AR模型提取共振频率56-86
• 4.1 经典谱估计方法介绍57-67
• 4.1.1 经典谱估计中间接法57-58
• 4.1.2 经典谱估计中直接法58-67
• 4.2 现代谱基本估计方法67-72
• 4.2.1 有理谱信号68-69
• 4.2.2 线性平稳信号模型69-71
• 4.2.3 AR模型正则方程71-72
• 4.3 AR模型在间接式TPMS中应用72-74
• 4.3.1 谱估计模型的选择73
• 4.3.2 模型阶次的选择73-74
• 4.3.3 提取扭振模态下共振频率74
• 4.4 利用Kalman滤波算法辨识AR模型中的参数74-83
• 4.4.1 状态方程建立75-77
• 4.4.2 估计AR模型共振频率77-79
• 4.4.3 实际轮速信号处理79-80
• 4.4.4 不同胎压下参数辨识结果比较80-83
• 4.5 本章小结83-86
• 第5章 轮胎台架试验86-90
• 5.1 处理方法选取及意义86-87
• 5.2 数据段选取87
• 5.3 分析不同载荷下胎压速度及共振频率的关系87-90
• 第6章 总结与展望90-94
• 6.1 主要研究结论90-91
• 6.2 研究展望91-94
• 参考文献94-98
• 作者简介98-100
• 致谢100

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本文编号：1133751