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基于鍵合圖方法的智能汽車測量不確定度精確診斷

故障檢測與隔離的方法在工程實踐中發(fā)揮著很重要的作用，其可以避免出現(xiàn)臨界情況，而臨界情況下故障的傳播會影響到系統(tǒng)的動力學特性。利用已有的參數(shù)和所有線性時不變系統(tǒng)以及一部分非線性時不變系統(tǒng)的測量不確定度，通過鍵合圖的方法，提出了一種故障檢測與隔離的方法。對測量過程中的不確定度進行分析與診斷，在進行了相應的理論推導后將以上方法應用到智能汽車上，并在1/4智能汽車部分進行驗證。

采用鍵合圖的方法，提出了一種在圖表上直接確定測量不確定度的方法。利用鍵合圖結(jié)構(gòu)及因果關(guān)系的性質(zhì)，進行精確診斷。所介紹的方法的優(yōu)點不僅在于可以使用圖形工具對測量不確定度進行分析，同時也可以設(shè)計高精度的故障診斷和隔離方法。此外，這種方法還很容易實現(xiàn)自動化（可以在線性不變系統(tǒng)以及一部分非線性系統(tǒng)上實現(xiàn)自動化），所以同樣適用于大規(guī)模的系統(tǒng)。同時，該方法也可以處理參數(shù)故障，這是現(xiàn)有方法（如等價空間法）無法解決的。

在自動巡航汽車電子機械式牽引系統(tǒng)中應用驗證上述方法。將上述方法應用于1/4汽車模型，該車由4個電子機械式控制輪和兩套轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)組成。對3個不同的物理量（電流、轉(zhuǎn)子角速度、車輪角速度）進行測量。將模型分成3個運動學部分：①電子部分反映了執(zhí)行機構(gòu)的功率特性；②機械機構(gòu)部分表征了轉(zhuǎn)子的動力學特性；③負荷部分考慮了車輪與地面之間相互作用引起的滑移特性。為了更好地觀察仿真結(jié)果，利用Matlab/Simulink和用于工程研究的自動駕駛模擬器CALLAS/SCANeR進行協(xié)同仿真。

試驗結(jié)果表明，當電子機械式系統(tǒng)存在電流和電壓的測量不確定度時，該方法可以對輸入信號進行精確檢測。驗證結(jié)果也表明，診斷系統(tǒng)的性能取決于傳感器的精度。

刊名：Mechatronics（英）

刊期：2012年第22期

作者：Youcef Touati et al

編譯：王培德