基于模型的汽车主动悬架故障诊断研究
发布时间：2020-12-18 07:46
随着人们对车辆的安全性和舒适性的要求不断提高,悬架的结构形式一直在不断的革新和完善以满足现代汽车对悬架提出的各种性能要求。主动悬架系统因其舒适性得到广泛关注和应用。但由于主动悬架系统结构较为复杂,其出现故障出现的几率和频率要远远高于传统悬架系统。为了提高主动悬架系统的安全性,需要采用故障检测与诊断方法对主动悬架进行实时监控。本文针对主动悬架系统的执行器的卡死和性能衰减故障设计了基于观测器的故障诊断方法,对主动悬架系统的传感器故障采用了奇偶空间的方法进行了故障检测,并通过仿真验证了上述方法对主动悬架各类故障检测与诊断的可行性。具体的研究工作包括:1.介绍了主动悬架系统的故障检测与诊断的意义,简要介绍了故障诊断技术的发展历史,阐述了故障诊断的相关概念和基本问题。对现代故障检测与诊断方法进行了分类以及详细介绍,并介绍了故障检测与诊断技术在车辆中的应用。2.通过对车辆进行动力学与运动学进行分析,建立了主动悬架控制系统的数学模型。对主动悬架系统的传感器和执行器故障进行故障分析,并对传感器和执行器可能发生的故障进行故障建模。3.研究基于线性未知输入自适应观测器的故障诊断问题,解决对执行器故障诊断系...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２加性故障与乘性故障示意图??
——基于知识摊］?模糊推理法??—？Ｉ神经网络法??图１．３故障诊断方法分类??１．３．１基于模型的故障方法??基于模型的方法的思想是建立解析冗余代替传统的硬件冗佘，即建立出系统??的数学模型状态方程，将输入信号输入所建立的数学模型中产生的一个信号，然??后和系统实际测量值比较，两者的差值称为残差，通过对残差分析来确定系统的??故障Ｗ，检测与诊断流程图如图１．４所示。由其特征可以将基于模型的故障诊断??定义为：对动态系统，将其测量值与其解析模型进行比较得到先验信息，通过对??先验信息进行分析，从而确定动态系统的故障。由于该类方法基于数学模型，能??够通过数学工具进行快速定量的系统分析，故而得到了广泛的关注并且得到了很??大的发展。由基于模型算法的原理可知
?３０??Ｔｉｍｅ??图４．１本文方法的故障估计值??１２０「???：???—ｆａｕｌｔ?ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ??｜?８０?－??｜?６０－??｜?４０?－??２０?－??〇＇?１??１?Ｈ??１??０?５?１０?１５?２０?２５?３０??Ｔｉｍｅ??图４．２传统方法的故障估计值??由图４．１分析可知，当存在一定模型不确定误差情况，执行器系统发生卡死??故障时，本文采用的鲁棒性故障方法大约在第２秒时候能够准确的估计出故障。??而采用传统方法，对比图４．１与图４．２，当执行器发生故障，虽然故障能被估计，??然而估计值与实际值相差较大，并且其诊断值与实际故障指在时间域上存在一定??的滞后。??因此可以得出结论：当主动悬架发生故障时，本文采用的鲁棒性故障观测器??方法对主动悬架故障进行故障诊断，可以在模型具有一定不确定性的情况下，仍??能较为实时准确的估计出系统的故障。??４４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于残差信息的汽车液压主动悬架故障诊断与隔离研究[J]. 杨柳青,陈无畏,汪洪波. 中国机械工程. 2012(14)
[2]基于卡尔曼滤波器的控制系统传感器故障诊断[J]. 周永杰,王雨萌,张江滨. 电网与清洁能源. 2011(07)
[3]控制系统故障诊断方法综述[J]. 杜运成,石红瑞,杨晓波. 工业仪表与自动化装置. 2008(05)
[4]基于滑模观测器的故障诊断及在主动悬架系统中的应用[J]. 李会艳,王江,胡龙根. 上海海运学院学报. 2001(03)
[5]主动悬架系统随机次优控制[J]. 冯志鹏,张益群,冯志鸿. 昆明理工大学学报(自然科学版). 2001(01)
[6]奇偶空间法用于液体火箭发动机故障诊断[J]. 刘冰,张育林. 推进技术. 1999(06)
[7]基于故障树模型的航天器故障诊断研究[J]. 纪常伟,荣吉利,黄文虎. 宇航学报. 1998(01)
博士论文
[1]基于模型的飞行控制系统故障诊断方法研究[D]. 刘剑慰.南京航空航天大学 2014
[2]基于模型的不确定系统鲁棒故障检测与估计方法研究[D]. 吴丽娜.哈尔滨工业大学 2013
[3]基于卡尔曼滤波器的系统状态估计和故障检测[D]. 罗贞.华中科技大学 2013
[4]基于模型的故障诊断方法研究及在航天中的应用[D]. 邵继业.哈尔滨工业大学 2009
[5]基于模型的控制系统鲁棒故障诊断技术研究[D]. 姜云春.国防科学技术大学 2006
硕士论文
[1]无人机飞行控制系统故障检测技术研究[D]. 武宝军.西北工业大学 2007
本文编号：2923642
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２加性故障与乘性故障示意图??
——基于知识摊］?模糊推理法??—？Ｉ神经网络法??图１．３故障诊断方法分类??１．３．１基于模型的故障方法??基于模型的方法的思想是建立解析冗余代替传统的硬件冗佘，即建立出系统??的数学模型状态方程，将输入信号输入所建立的数学模型中产生的一个信号，然??后和系统实际测量值比较，两者的差值称为残差，通过对残差分析来确定系统的??故障Ｗ，检测与诊断流程图如图１．４所示。由其特征可以将基于模型的故障诊断??定义为：对动态系统，将其测量值与其解析模型进行比较得到先验信息，通过对??先验信息进行分析，从而确定动态系统的故障。由于该类方法基于数学模型，能??够通过数学工具进行快速定量的系统分析，故而得到了广泛的关注并且得到了很??大的发展。由基于模型算法的原理可知
?３０??Ｔｉｍｅ??图４．１本文方法的故障估计值??１２０「???：???—ｆａｕｌｔ?ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ??｜?８０?－??｜?６０－??｜?４０?－??２０?－??〇＇?１??１?Ｈ??１??０?５?１０?１５?２０?２５?３０??Ｔｉｍｅ??图４．２传统方法的故障估计值??由图４．１分析可知，当存在一定模型不确定误差情况，执行器系统发生卡死??故障时，本文采用的鲁棒性故障方法大约在第２秒时候能够准确的估计出故障。??而采用传统方法，对比图４．１与图４．２，当执行器发生故障，虽然故障能被估计，??然而估计值与实际值相差较大，并且其诊断值与实际故障指在时间域上存在一定??的滞后。??因此可以得出结论：当主动悬架发生故障时，本文采用的鲁棒性故障观测器??方法对主动悬架故障进行故障诊断，可以在模型具有一定不确定性的情况下，仍??能较为实时准确的估计出系统的故障。??４４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于残差信息的汽车液压主动悬架故障诊断与隔离研究[J]. 杨柳青,陈无畏,汪洪波. 中国机械工程. 2012(14)
[2]基于卡尔曼滤波器的控制系统传感器故障诊断[J]. 周永杰,王雨萌,张江滨. 电网与清洁能源. 2011(07)
[3]控制系统故障诊断方法综述[J]. 杜运成,石红瑞,杨晓波. 工业仪表与自动化装置. 2008(05)
[4]基于滑模观测器的故障诊断及在主动悬架系统中的应用[J]. 李会艳,王江,胡龙根. 上海海运学院学报. 2001(03)
[5]主动悬架系统随机次优控制[J]. 冯志鹏,张益群,冯志鸿. 昆明理工大学学报(自然科学版). 2001(01)
[6]奇偶空间法用于液体火箭发动机故障诊断[J]. 刘冰,张育林. 推进技术. 1999(06)
[7]基于故障树模型的航天器故障诊断研究[J]. 纪常伟,荣吉利,黄文虎. 宇航学报. 1998(01)
博士论文
[1]基于模型的飞行控制系统故障诊断方法研究[D]. 刘剑慰.南京航空航天大学 2014
[2]基于模型的不确定系统鲁棒故障检测与估计方法研究[D]. 吴丽娜.哈尔滨工业大学 2013
[3]基于卡尔曼滤波器的系统状态估计和故障检测[D]. 罗贞.华中科技大学 2013
[4]基于模型的故障诊断方法研究及在航天中的应用[D]. 邵继业.哈尔滨工业大学 2009
[5]基于模型的控制系统鲁棒故障诊断技术研究[D]. 姜云春.国防科学技术大学 2006
硕士论文
[1]无人机飞行控制系统故障检测技术研究[D]. 武宝军.西北工业大学 2007
本文编号：2923642
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