機(jī)械-間隙估算-閱讀頁(yè)
2025-07-13 01:04本頁(yè)面
【正文】 大小的立場(chǎng)差異。為了估計(jì)間隙的大小，首先，動(dòng)力總成無(wú)反沖模型推導(dǎo)。該模型是線性增加，這導(dǎo)致了一個(gè)可以切換的卡爾曼濾波器的設(shè)計(jì)。如果軸的模型被建立為無(wú)間隙的而不是（4）和（5）的見習(xí)魔性，那么軸轉(zhuǎn)矩會(huì)在引擎和車輪位置及速度上呈線性方式Ts=k(θ1θ3)+c(θ1θ3). (43)運(yùn)用傳動(dòng)系模型（1）（3），（6）和（7），過(guò)程模型能被描述為一下狀態(tài)空間模式 x=Ax+Bu+v (44) y=Cx+w (45)其中u=Tmref是引擎轉(zhuǎn)矩需求x=[θm ωm θl ωl Tl Tm]T (46)y=[θm θl]T (47)是狀態(tài)和測(cè)量向量，v和w是過(guò)程和測(cè)量噪音向量，還有表明B和C矩陣通過(guò)一些濫用的符號(hào)和對(duì)應(yīng)的三A部分的矩陣不同，如（25）和（26）所示。對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)既不是積極的也不是消極的接觸，這個(gè)錯(cuò)誤會(huì)持續(xù)并和間隙尺寸相關(guān)聯(lián)，但是可能會(huì)和兩個(gè)傳感器零位置差θ0相抵消。兩個(gè)參數(shù)的關(guān)系是θ0+=θ0+α (51)θ0=θ0α (52)偏移參數(shù)建模為隨機(jī)游走過(guò)程，并包含在增廣狀態(tài)向量x*=[θmωmθlωlTlTmθ0+θ0]T (53)增廣狀態(tài)模型變?yōu)閤*=A*x*+B*u+v* (54)其中v*是之前的過(guò)程噪音并有偏移量減去車輪測(cè)得的位置狀態(tài)（45），新的輸出即變?yōu)閥*=θm θlθ0+]T,積極接觸[θm θlθ0]T,消極接觸 （57）用切換式卡爾曼濾波器來(lái)估算參數(shù)的偏移量，這樣的正偏移參數(shù)在積極接觸中被估算（并且在測(cè)量方程中被使用），相應(yīng)的，消極接觸也是如此。切換是基于探測(cè)到的控制信號(hào)的變化，新的估算模式在等待控制信號(hào)大小相關(guān)的時(shí)間后進(jìn)入的；這樣做是為保證間隙在過(guò)濾器切換前被轉(zhuǎn)換。結(jié)果（減少的）的元素K+其后被安排到K和K0里。再次注意，控制信號(hào)u應(yīng)該和（6）的延遲Leng相適應(yīng)。圖七顯示了軸的整體位移θd，展示了間隙是如何變化的。其余的波動(dòng)是由于測(cè)量噪聲（量化）和“碰撞”切換時(shí)的估計(jì)模式。當(dāng)相應(yīng)的估算模式是活躍的時(shí)候，偏移參量會(huì)被估計(jì)，這是由控制信號(hào)決定的。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。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）。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。以下兩個(gè)τeng和Leng的值同樣也上升了50%，但并不影響估算。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。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。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。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。這個(gè)缺口是為了ECS來(lái)測(cè)量引擎活塞的確切位置的。速度傳感器以2μs的間隔來(lái)取樣信號(hào)。在每個(gè)測(cè)量序列中，一些伸出和伸入的現(xiàn)象被處理。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。在第一級(jí)齒輪上，間隙尺寸測(cè)得為2α≈。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。同樣，沒有可以獲得的間隙位置的客觀事實(shí)。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。間隙估算位置如圖十二所示。估算誤差比間隙尺寸少10%,接觸時(shí)間的誤差大概是1ms。在圖十三中，的結(jié)果有所顯示。估算值有殘余的波動(dòng)，來(lái)源于模型的不確定性。這些序列的差別在5%內(nèi)。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。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。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。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。估算器在實(shí)驗(yàn)中效果很好。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。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(wèn)題。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。傳動(dòng)系經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化后估算器得到改善。引擎懸置也可以被作為一個(gè)間隙，在模型中特別考慮。該模型另一個(gè)缺陷是沒有考慮車輪打滑和車胎偏轉(zhuǎn)。本文的觀點(diǎn)可以得到進(jìn)一步發(fā)展。由此產(chǎn)生的估算并未得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證?？刂撇呗栽凇?】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。同樣感謝對(duì)本文初稿給予的寶貴意見
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