基于频域特征分析的间接式胎压监测算法研究

发布时间：2017-07-20 06:40

  本文关键词：基于频域特征分析的间接式胎压监测算法研究

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【摘要】：随着汽车行业不断地快速发展,人们已经不仅仅关注汽车的方便性,也更加关注汽车的行驶安全性。尤其是在复杂的交通条件与较高的车速情况下,轮胎作为车辆安全行驶的关键部件,轮胎故障的发生将对整车行驶安全性带来严重的影响。因此,研究汽车如何降低轮胎故障发生的可能在汽车安全行驶领域具有重要意义。胎压监测系统是继防抱死制动系统和安全气囊之后的第三大汽车安全行驶系统,它在汽车行驶时实时地对胎压进行自动监测,并对轮胎欠压状态进行报警,最大限度地保障汽车行驶安全性。目前,胎压监测系统主要分为直接式胎压监测系统和间接式胎压监测系统。直接式胎压监测系统一般是通过传感器直接测量轮胎压力以实现胎压监测的目的;而间接式胎压监测系统一般是通过对现有的ABS系统或ESP系统的轮速信号进行分析,间接地进行胎压监测并给出报警。间接式胎压监测系统具有无需硬件投入、安装方便等突出的优点,有利于其在车辆上的推广应用甚至成为标配。因此,间接式胎压监测系统具有广阔的市场前景与深远的研究意义。本文提出了一种基于频域特征分析的间接式胎压监测算法,该方法通过对轮速信号的谱估计分析,建立起轮胎压力与轮胎周向共振频率的对应关系,进而实现胎压监测的目的。首先,介绍轮速传感器的工作原理,分析轮速传感器的齿圈误差来源,建立齿圈误差辨识模型,采用递归最小二乘法进行齿圈误差辨识,在此基础上对轮速信号进行修正。针对轮速信号的非均匀采样问题,采用分段线性插值方法对轮速信号重构,然后提取轮速噪声。其次,采用快速傅立叶变换对重构的轮速信号进行谱估计处理,分析不平稳车辆状态及传动系扭振对谱估计结果产生的不利影响,确立轮速信号的频域特征筛选标准。然后,采用标准化平均、曲线平滑及重心法提取轮胎共振频率,建立轮胎共振频率标定方案与轮胎欠压监控策略,完成胎压监测算法原型的编写。最后,基于MATLAB/Simulink仿真平台对胎压监测算法模型进行离线仿真分析,验证胎压监测算法的可行性与有效性。
【关键词】：间接式胎压监测算法 轮速信号 频域特征 共振频率
【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4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 胎压监测系统的研究背景与研究意义9-11
• 1.2 胎压监测系统的研究现状与发展趋势11-16
• 1.2.1 直接式胎压监测系统11-13
• 1.2.2 间接式胎压监测系统13-16
• 1.3 本文的主要研究内容16-19
• 第2章 面向胎压监测的轮速信号处理19-37
• 2.1 面向胎压监测的轮速信号获取与分析19-25
• 2.1.1 轮速信号获取19-22
• 2.1.2 轮速信号分析22-25
• 2.2 面向胎压监测的轮速信号修正25-30
• 2.2.1 齿圈误差辨识模型25
• 2.2.2 齿圈误差辨识25-28
• 2.2.3 轮速信号修正28-30
• 2.3 面向胎压监测的轮速信号重构30-33
• 2.3.1 不均匀采样信号的重构方法30-32
• 2.3.2 基于插值的轮速信号重构方法32-33
• 2.4 轮速噪声提取33-35
• 2.5 本章小结35-37
• 第3章 面向胎压监测的轮速信号频域特征分析37-59
• 3.1 基于快速傅立叶变换的频域特征分析方法37-44
• 3.1.1 典型谱估计方法概述37-40
• 3.1.2 快速傅立叶变换40-44
• 3.2 面向胎压监测的轮速信号频域特征分析44-50
• 3.2.1 高斯分布拟合45-46
• 3.2.2 频域特征评价标准46-50
• 3.3 面向胎压监测的轮速信号筛选50-57
• 3.3.1 不平稳车辆状态影响51-55
• 3.3.2 传动系扭振影响55-57
• 3.4 本章小结57-59
• 第4章 基于频域特征的胎压监测算法59-71
• 4.1 胎压监测算法总体结构59-61
• 4.2 轮胎共振频率提取算法61-66
• 4.2.1 标准化平均61-62
• 4.2.2 曲线平滑62-65
• 4.2.3 提取轮胎共振频率65-66
• 4.3 胎压监测算法66-70
• 4.3.1 轮胎共振频率标定67
• 4.3.2 轮胎欠压监控算法67-70
• 4.4 本章小结70-71
• 第5章 胎压监测算法离线仿真研究71-81
• 5.1 离线仿真平台71
• 5.2 胎压监测算法离线仿真71-79
• 5.2.1 算法原型71-73
• 5.2.2 离线仿真界面73-75
• 5.2.3 离线仿真分析75-79
• 5.3 本章小结79-81
• 第6章 总结与展望81-83
• 6.1 全文总结81-82
• 6.2 研究展望82-83
• 参考文献83-89
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果89-90
• 致谢90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;飞思卡尔FXTH87系列助保隆科技推出超小型胎压监测系统模块[J];世界电子元器件;2014年11期

2 ;NIRA为沃尔沃汽车提供胎压监测系统[J];汽车零部件;2014年09期

3 滕学志;韦江波;王俊石;董兰飞;陈海军;;无源无线轮胎压力监测系统研究[J];农业装备与车辆工程;2014年04期

4 陈维芳;;固特异胎压自控技术荣膺突破技术奖[J];橡胶科技;2013年01期

5 刘波;曲奎涛;曹树亚;张s，

本文编号：566668