地面車輛的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號估計和診斷方法

轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號為車輛控制系統(tǒng)提供重要信息。使用低成本的電位計測量大范圍的旋轉(zhuǎn)運動相對于絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器，具有成本控制上的較大優(yōu)勢。然而，電位計電壓值進入最低值和最高值之間的臨區(qū)時，測量信號中的噪聲會影響信號實際值。

本研究采用增強輸入觀測器估計車輛轉(zhuǎn)向盤角度。該方法采用二自由度車輛簡化模型，并根據(jù)測量到的其它車輛狀態(tài)量，估計轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角。轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角估計值與實際測量值作比較可判別邏輯誤差，并可診斷模擬轉(zhuǎn)向盤角傳感器的故障。

轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的估計基于二自由度車輛簡化模型，并不能全面描述車輛的實際動力學(xué)響應(yīng)。此外，由于系統(tǒng)參數(shù)的不確定性和測量誤差存在于實際的車輛控制系統(tǒng)中，都會對轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的估計產(chǎn)生影響，進而降低了邏輯診斷和傳感器故障診斷的可靠性。本研究采用滑模方法增強轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角估計的魯棒性，以應(yīng)對模型不確定性和測量誤差造成的影響。

實車試驗采用四輪獨立驅(qū)動的電動汽車，其裝備有低成本電位計以測量轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角。試驗結(jié)果證實了所提出方法的有效性，基于滑模方法的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角診斷算法能在系統(tǒng)參數(shù)不確定的情況下，準確診斷邏輯故障和傳感器故障。本研究有助于裝備有低成本電位計的車輛提高系統(tǒng)可靠性。

刊名：Control Engineering Practice（英）

刊期：2012年第7期

作者：Daiwei Feng

編譯：劉超