【正文】 估計(jì)，這是由控制信號(hào)決定的。這可以被看作是和軸的位移高度相關(guān)。這樣會(huì)導(dǎo)致軸的位移在異鄉(xiāng)間隙時(shí)，協(xié)方差的估算會(huì)被擾亂。當(dāng)軸移動(dòng)到被擋到的狀態(tài)來(lái)保證穩(wěn)定的接觸時(shí)，估算會(huì)繼續(xù)。要檢驗(yàn)?zāi)Ｐ湾e(cuò)誤的牢固性，估算模型的軸的穩(wěn)定性k增加10%（相對(duì)于被用作數(shù)據(jù)產(chǎn)生的標(biāo)稱模型）。在圖九中，估算測(cè)得間隙尺寸大概增長(zhǎng)10%。這是意料之中的結(jié)論，因?yàn)樵诜€(wěn)定狀態(tài)，我們所知的扭矩的性質(zhì)可以知道軸的偏轉(zhuǎn)由軸的穩(wěn)定性優(yōu)先確定，由此一來(lái)，便決定了間隙尺寸測(cè)量值的大小。通過(guò)估算軸在接觸模式的穩(wěn)定性，可以提高尺寸間隙的測(cè)量效果。以下兩個(gè)τeng和Leng的值同樣也上升了50%，但并不影響估算。這是理所當(dāng)然的，因?yàn)檫@兩個(gè)量并不影響模型的靜態(tài)屬性，如間隙尺寸。五．實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證第三部分的狀態(tài)估算和第四部分的尺寸估算被安裝在一個(gè)真實(shí)的汽車上的標(biāo)準(zhǔn)傳感器所驗(yàn)證。此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證車可以用傳感器來(lái)估算，并且來(lái)驗(yàn)證估算值的質(zhì)量。A． 實(shí)驗(yàn)階段本文的測(cè)量所使用的數(shù)據(jù)收集在一臺(tái)沃爾沃的原型車上。該車配備了發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)（ECS）的開發(fā)版本，以便收集數(shù)據(jù)。其他信號(hào)中，ECS通過(guò)測(cè)得的的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和一個(gè)具有10毫秒的時(shí)間間隔采樣獲得的信號(hào)來(lái)計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩。與ECS數(shù)據(jù)相平行的，取樣示波器連接到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，并在驅(qū)動(dòng)車輪上安裝有轉(zhuǎn)速傳感器。這些事取數(shù)據(jù)的源頭傳感器，通常運(yùn)用在這種車型上。引擎?zhèn)鞲衅饔忻哭D(zhuǎn)58個(gè)齒和一個(gè)去了兩個(gè)齒的缺口。這個(gè)缺口是為了ECS來(lái)測(cè)量引擎活塞的確切位置的。車輪傳感器有48個(gè)齒，沒有缺齒。速度傳感器以2μs的間隔來(lái)取樣信號(hào)。汽車的配置如前所述，用來(lái)進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)。在每個(gè)測(cè)量序列中，一些伸出和伸入的現(xiàn)象被處理。標(biāo)準(zhǔn)的分流和洗牌補(bǔ)償被打開或關(guān)閉。這里提出的結(jié)果大部分是從沒有這些補(bǔ)償?shù)膶?shí)驗(yàn)得來(lái)的。作為手動(dòng)測(cè)算間隙大小的一個(gè)方法，驅(qū)動(dòng)輪之一被提離地面，用手來(lái)旋轉(zhuǎn)。在第一級(jí)齒輪上，間隙尺寸測(cè)得為2α≈。如果只有脈沖從車輪傳感器傳來(lái)時(shí)θd才被繪制，這樣得到的信號(hào)圖看起來(lái)很不錯(cuò)，如圖10所示。但是，如果在引擎?zhèn)鞲衅鱾鱽?lái)信號(hào)時(shí)也繪制，與（8）相比，車輪傳感器幅度遞增會(huì)有一個(gè)量化誤差。除了量化誤差，無(wú)噪音和其他干擾可以顯現(xiàn)出來(lái)。同樣，沒有可以獲得的間隙位置的客觀事實(shí)。為了模擬低質(zhì)量的測(cè)量，隨機(jī)誤差，模擬傳感器缺齒位置，被加入到測(cè)量信號(hào)中。量化的干擾和信號(hào)作為輸入到這里描述的估計(jì)，而采取的高品質(zhì)的測(cè)量（在車輪瞬間）被稱為“真正的”總軸位移θd。B． 狀態(tài)估算結(jié)果第三部分的狀態(tài)估算器被用來(lái)處理測(cè)量數(shù)據(jù)，軸的整體位移測(cè)量如圖十一所示。間隙估算位置如圖十二所示。因?yàn)闆]有可獲得的真實(shí)數(shù)據(jù)，下列估算值用來(lái)比較：1θb,true=min(α,max?(α,θd,true)) (67)也就是說(shuō)，軸的整體位移是由間隙尺寸的（最終）估算值所確定的。估算誤差比間隙尺寸少10%,接觸時(shí)間的誤差大概是1ms。C． 尺寸估算結(jié)果第四部分的尺寸估算是用來(lái)描述前面的測(cè)量數(shù)據(jù)的反彈大小的。在圖十三中，的結(jié)果有所顯示。由于估算器需要一系列的間隙數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行估算，33s內(nèi)的同樣的測(cè)算序列重復(fù)運(yùn)行了六次。估算值有殘余的波動(dòng)，來(lái)源于模型的不確定性。對(duì)三個(gè)不同的測(cè)量序列，間隙尺寸α的值被測(cè)為“。這些序列的差別在5%內(nèi)。被測(cè)得的間隙的尺寸應(yīng)該和手動(dòng)測(cè)得的數(shù)值相對(duì)比，如前所述α≈。在圖十四中，卡爾曼濾波器切換行為有所展示，θ0+和θ0都是由零起步的。注意，切換規(guī)則仍然是基于控制信號(hào)的，但是這里用實(shí)的引擎的轉(zhuǎn)矩來(lái)證明。六．結(jié)論受汽車傳動(dòng)系應(yīng)用的啟發(fā)，本文描述了旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的狀態(tài)和尺寸的估算。估算是基于卡爾曼濾波器基礎(chǔ)上的。模擬的估算狀態(tài)表明，它精準(zhǔn)的算出了間隙跨度的大小，即使模型中有的參量有50%的誤差。這個(gè)估算比尺寸估算有更高的測(cè)量范圍，而且如果使用基于事件的卡爾曼濾波器作為預(yù)過(guò)濾器的位置測(cè)量信號(hào)測(cè)量范圍會(huì)繼續(xù)增加。模擬結(jié)果顯出，估算的間隙尺寸在間隙變換幾次之后收斂到間隙的真實(shí)值，盡管模型的一些參數(shù)有50%的誤差。尺寸估算對(duì)模型誤差的靜態(tài)參數(shù)最為敏感，尤其是軸的穩(wěn)定性。估算器在實(shí)驗(yàn)中效果很好。只用了標(biāo)準(zhǔn)型的傳感器，還用了能夠獲得的引擎控制信號(hào)。這表明對(duì)于車輛測(cè)量的目的能夠在不用更多的傳感器的基礎(chǔ)上來(lái)達(dá)到。盡管模擬和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的結(jié)果很不錯(cuò)，仍然很難評(píng)估估算器的分析方法。眾所周知，即使穩(wěn)定的系統(tǒng)之間的切換仍可能導(dǎo)致整體系統(tǒng)的不穩(wěn)定，但我們的模擬中并沒有出現(xiàn)這個(gè)問題。對(duì)于穩(wěn)定的分析切換系統(tǒng)有很豐富的文獻(xiàn)（如見【26】和【27】），但是切換式觀察器相關(guān)文獻(xiàn)卻很少。能夠獲得的結(jié)果并沒有在我們的例子中出現(xiàn)，而是大部分出于假設(shè)，或者說(shuō)真實(shí)系統(tǒng)的系統(tǒng)模式（間隙或接觸）是已知的，或者切換時(shí)的動(dòng)態(tài)持續(xù)的。如引言中介紹其他的案例存在有限的結(jié)果，但仍然缺少全面的結(jié)果。傳動(dòng)系經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化后估算器得到改善。該模型表明間隙是一個(gè)單一的，集成的間隙參數(shù)，但現(xiàn)實(shí)中，間隙可能存在于多個(gè)位置。引擎懸置也可以被作為一個(gè)間隙，在模型中特別考慮。初步試驗(yàn)表明適用到更加復(fù)雜的傳動(dòng)系后該估算器仍然運(yùn)轉(zhuǎn)良好，彈性引擎懸置在估算是被考慮，“有效的”間隙。該模型另一個(gè)缺陷是沒有考慮車輪打滑和車胎偏轉(zhuǎn)。這個(gè)缺陷似乎并沒有影響到估算性能，而且似乎能在高速齒輪和高速狀態(tài)施展更重要的表現(xiàn)。本文的觀點(diǎn)可以得到進(jìn)一步發(fā)展。通過(guò)結(jié)合狀態(tài)估算所用的模型和尺寸估算器，便形成了狀態(tài)和尺寸估算器。由此產(chǎn)生的估算并未得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。令人鼓舞的是間隙狀態(tài)和尺寸的估算結(jié)果，下一步自然地就是在閉環(huán)控制中納入反向間隙補(bǔ)償。控制策略在【1】里被制定，但基于間隙狀態(tài)和尺寸已知的假設(shè)所做的模擬已被評(píng)價(jià)計(jì)算。致謝作者在此感謝沃爾沃公司為實(shí)驗(yàn)所提供的所有設(shè)備和幫助。同樣感謝對(duì)本文初稿給予的寶貴意見的審稿人。18 / 18