基于故障树自动建造的线控转向系统可靠性分析

1

作者 蒙诗弈 陶军 严运兵 《电子设计工程》 2023年第1期1-6,共6页

针对系统可靠性分析问题,给出一种多态故障树自动建树的方法,对系统结构及部件模型进行了规范化描述。基于系统基本元素,通过理论分析,提出一种新的故障表征方法,将不易观测的内部功能故障转变为易观测的功能输出故障,并提出了故障树自... 针对系统可靠性分析问题,给出一种多态故障树自动建树的方法,对系统结构及部件模型进行了规范化描述。基于系统基本元素,通过理论分析,提出一种新的故障表征方法,将不易观测的内部功能故障转变为易观测的功能输出故障,并提出了故障树自动建造中负反馈结构的处理优化算法。利用上述方法绘制出中间树和故障树,且通过一个简化的线控转向系统(SBW)故障树自动建造和分析的实例证明了该方法的正确性。该方法具有通用性,可用于其他控制系统的可靠性分析。 展开更多

关键词 自动建树 故障表征 负反馈回路 sbw系统

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基于行驶场景模型的线控辅助转向系统仿真 被引量：3

2

作者 高振海 孙天骏 何磊 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期960-966,共7页

线控转向系统取消了转向盘和转向轮的机械连接,由控制算法折算转向电机驱动转矩并通过电控实现传动比的改变。针对实际转向过程中存在的转向过度或转向不足等问题,本文中在动态输出反馈控制框架下,根据车辆运动学和动力学理论,结合车辆... 线控转向系统取消了转向盘和转向轮的机械连接,由控制算法折算转向电机驱动转矩并通过电控实现传动比的改变。针对实际转向过程中存在的转向过度或转向不足等问题,本文中在动态输出反馈控制框架下,根据车辆运动学和动力学理论,结合车辆2自由度模型提出了基于行驶场景模型的角传动比动态协调控制机制,建立了线控辅助转向系统的转角控制算法。最终通过转向过程中的速度、加速度、横摆角速度和轨迹的仿真,并与其它转向控制算法和机械转向进行对比,验证了系统对转向过程主动调控和施加补偿或修正控制的有效性与实时性。 展开更多

关键词 线控转向系统 行驶场景模型 车辆2自由度模型 PID控制

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基于键合图理论的汽车线控转向路感的研究

3

作者 陈新 张桂香 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期779-783,共5页

介绍了汽车转向系统路感的实现方法和线控转向系统结构,并在对车辆动力学分析的基础上,利用键合图理论对汽车线控转向系统的路感进行了研究。在20-sim键合图仿真软件中给出了线控转向系统键合图模型,利用键合图理论对电机电流和路感进... 介绍了汽车转向系统路感的实现方法和线控转向系统结构,并在对车辆动力学分析的基础上,利用键合图理论对汽车线控转向系统的路感进行了研究。在20-sim键合图仿真软件中给出了线控转向系统键合图模型,利用键合图理论对电机电流和路感进行仿真分析,最后利用执行电机电流反馈方法得到较为理想的路感。 展开更多

关键词 线控转向系统 键合图理论 20-SIM 路感

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汽车线控转向系统综述 被引量：16

4

作者 于蕾艳 林逸 李玉芳 《农业装备与车辆工程》 2006年第1期32-36,48,共6页

线控转向(Steer-By-Wire)是一种先进的转向技术。由于取消了方向盘和车轮的机械连接,可以任意设计传动比,对转向轮进行主动控制,并对随车速变化的参数进行补偿,实现理想的转向特性,提高操纵稳定性。综述了国内外线控转向的研究发展,介... 线控转向(Steer-By-Wire)是一种先进的转向技术。由于取消了方向盘和车轮的机械连接,可以任意设计传动比,对转向轮进行主动控制,并对随车速变化的参数进行补偿,实现理想的转向特性,提高操纵稳定性。综述了国内外线控转向的研究发展,介绍了线控转向的结构、关键技术、研究方法,并提出了线控转向的发展趋势。 展开更多

关键词 线控转向 操纵稳定性

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线控转向汽车传感器的容错控制 被引量：14

5

作者 田承伟 宗长富 +2 位作者 王祥 姜国彬 何磊 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期6-12,共7页

以基于最优滤波理论的自适应渐消Kalman滤波技术的状态估计器为基础,提出了一种新的线控转向汽车主要传感器的容错控制方法,并进行了硬件在环仿真验证。结果表明:该方法可以应用于线控转向汽车传感器的容错控制,能够有效提高线控转向汽... 以基于最优滤波理论的自适应渐消Kalman滤波技术的状态估计器为基础,提出了一种新的线控转向汽车主要传感器的容错控制方法,并进行了硬件在环仿真验证。结果表明:该方法可以应用于线控转向汽车传感器的容错控制,能够有效提高线控转向汽车传感器的可靠性和安全性。 展开更多

关键词 车辆工程 线控转向 传感器 容错控制 自适应渐消Kalman滤波器 自适应状态估计

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线控转向系统路感摩擦补偿研究 被引量：7

6

作者 胡延平 朱天阳 +2 位作者 蒋鹏飞 刘菲 陈韵 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第5期584-589,595,共7页

线控转向(steer-by-wire,SBW)系统由于取消了方向盘和转向器之间的机械连接,驾驶员无法通过直接的方式获取路感。文章对SBW系统路感的组成力矩进行了设计,考虑到转向盘总成固有摩擦力矩较小以及因制造和装配工艺不同所造成的摩擦力矩的... 线控转向(steer-by-wire,SBW)系统由于取消了方向盘和转向器之间的机械连接,驾驶员无法通过直接的方式获取路感。文章对SBW系统路感的组成力矩进行了设计,考虑到转向盘总成固有摩擦力矩较小以及因制造和装配工艺不同所造成的摩擦力矩的个体差异,通过改进型库伦摩擦模型来增大转向盘总成内部的摩擦力矩;将遗传算法(genetic algorithm,GA)和反向传播(back propagation,BP)神经网络相结合,对非线性及个体化差异的固有摩擦力矩进行高精度逼近;最后通过仿真和硬件在环试验进行了验证。仿真和试验结果表明,添加改进型库伦摩擦补偿后转向盘力矩变化更加真实,路感力矩辨识度更好;GA-BP神经网络不仅有效地抑制了转向盘力矩的抖动,也消除了因制造和装配不同造成的力矩方面的差异。 展开更多

关键词 线控转向(sbw)系统 路感 摩擦补偿 改进型库伦摩擦模型 遗传算法和反向传播(GA-BP)神经网络

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线控转向系统理想传动比控制策略及优化研究

7

作者 阎春利 王运生 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期106-112,123,共8页

为设计满足操纵稳定性需求的线控转向系统,提出了可适应不同车速工况的理想传动比控制策略。以稳态横摆角速度增益不变下的传动比为基础,设置低速段、中速段、高速段等3个车速区间;基于参数拟合和定转向增益不变控制法中的稳态横摆角速... 为设计满足操纵稳定性需求的线控转向系统,提出了可适应不同车速工况的理想传动比控制策略。以稳态横摆角速度增益不变下的传动比为基础,设置低速段、中速段、高速段等3个车速区间;基于参数拟合和定转向增益不变控制法中的稳态横摆角速度增益不变,设计了低速段和中速段的理想传动比,高速段考虑到摩擦特性等非线性因素影响,使用模糊控制设计线控转向系统理想传动比;通过Carsim和Simulink仿真分析了在不同车速下设计理想传动比控制策略的有效性。研究结果表明:在低速段时,车辆转向运动特性明显提高,增强了车辆的转向灵敏性;在中速段时,车辆转向响应跟随性好,且响应速度更快;在高速段时,车辆行驶时的转向稳定性明显提高。 展开更多

关键词 车辆工程 线控转向系统(sbw) 理想传动比 联合优化 操纵稳定性

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汽车线控转向系统研究综述

8

作者 王国超 高森祺 《汽车文摘》 2024年第3期9-20,共12页

为研究线控转向系统的关键技术及其面临的挑战,概述了汽车转向系统的发展轨迹,分析了线控转向系统较传统转向系统的优势,研究了国内外汽车线控转向系统的研发及应用现状。通过分析路感反馈控制、转向执行控制、冗余设计3个线控转向关键... 为研究线控转向系统的关键技术及其面临的挑战,概述了汽车转向系统的发展轨迹,分析了线控转向系统较传统转向系统的优势,研究了国内外汽车线控转向系统的研发及应用现状。通过分析路感反馈控制、转向执行控制、冗余设计3个线控转向关键技术,总结了线控转向系统对自动驾驶技术的意义及复杂工况下技术挑战和低成本量产挑战。未来线控转向系统应作为线控底盘的一部分,通过整车底盘垂向控制、纵向控制、横向控制进行融合协调控制。 展开更多

关键词 线控转向 路感反馈策略 转向执行策略 冗余策略

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基于LabVIEW PXI的汽车SBW系统硬件在环试验研究 被引量：3

9

作者 赵林峰 陈会义 +3 位作者 付靖轩 马冠举 朱志文 陈皖湘 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第3期311-316,共6页

文章以建立的七自由度非线性车辆模型、线控转向模型、轮胎模型和转向阻力矩模型作为动力学研究基础,基于LabVIEW PXI开发了汽车线控转向(steer-by-wire,SBW)系统硬件在环试验台,其总体结构包括转向盘总成、转向执行总成、控制器、信息... 文章以建立的七自由度非线性车辆模型、线控转向模型、轮胎模型和转向阻力矩模型作为动力学研究基础,基于LabVIEW PXI开发了汽车线控转向(steer-by-wire,SBW)系统硬件在环试验台,其总体结构包括转向盘总成、转向执行总成、控制器、信息采集系统以及阻力模拟系统;通过LabVIEW中建立的数据传输模块将CarSim输出数据与传感器采集数据快速传递给控制器,实现对路感电机和阻尼模拟伺服电机的转矩控制。对转向盘和转向轮分别进行的路感模拟试验和负载模拟试验结果表明,转向盘转矩和转向轮负载力矩都能较好地模拟出车辆实际的变化情况,且力矩变化具有较好的一致性,通过转向盘能够间接感知前轮转向负载的变化情况。 展开更多

关键词 线控转向(sbw)系统 硬件在环 模拟 路感 转向负载

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无人车的线控转向系统故障诊断 被引量：4

10

作者 熊璐 付志强 +1 位作者 李增良 章仁燮 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第22期2689-2694,2700,共7页

针对无人车线控转向系统的安全性及可靠性问题,分析了它的结构组成、工作原理以及故障类型,并且利用线控转向系统离散动力学模型和车辆二自由度模型,借助横摆角速度、侧向加速度和转向执行电机电流信号,设计了基于卡尔曼滤波方法的对转... 针对无人车线控转向系统的安全性及可靠性问题,分析了它的结构组成、工作原理以及故障类型,并且利用线控转向系统离散动力学模型和车辆二自由度模型,借助横摆角速度、侧向加速度和转向执行电机电流信号,设计了基于卡尔曼滤波方法的对转向管柱转角传感器进行实时故障诊断的算法,针对电机的突变故障,通过对电机参数的实时估计来进行故障诊断。实车试验验证表明,所设计的故障诊断算法能够准确、及时诊断出无人车线控转向系统所出现的故障。 展开更多

关键词 无人车 线控转向系统 卡尔曼滤波器 故障诊断

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基于SDRE方法的汽车线控转向系统控制方法研究 被引量：1

11

作者 陈新 张桂香 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1496-1501,共6页

利用状态相关Riccati方程(SDRE)方法对汽车线控转向系统控制器进行研究。通过车辆动力学和轮胎模型,建立线控转向系统的状态相关系数结构(SDC)方程;针对动力学方程具有高度非线性的特点,设计了基于SDRE方法的控制器;最后采用θ-D方法对S... 利用状态相关Riccati方程(SDRE)方法对汽车线控转向系统控制器进行研究。通过车辆动力学和轮胎模型,建立线控转向系统的状态相关系数结构(SDC)方程;针对动力学方程具有高度非线性的特点,设计了基于SDRE方法的控制器;最后采用θ-D方法对SDRE控制器进行求解,以提高计算效率并保证足够的控制精度。实验平台仿真结果表明:采用SDRE方法设计的线控转向系统控制器具有较高的跟踪精度,可提高车辆操纵稳定性并减少电机能量消耗等。 展开更多

关键词 车辆动力学 SDRE θ-D法 线控转向(sbw)系统

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新能源汽车线控转向系统路感模拟 被引量：2

12

作者 杨学平 蒋超宇 +1 位作者 薛秀丽 钟彦雄 《系统仿真技术》 2018年第1期39-42,共4页

提出了新能源汽车线控转向(SBW)系统路感模拟方法。从路感影响因素出发,建立路感模拟的经验公式;采用路感函数多变量模糊控制的方法来研究各函数与路感的关系,以达到产生较理想路感的目的。结果表明:多变量模糊控制模拟产生的路感提高... 提出了新能源汽车线控转向(SBW)系统路感模拟方法。从路感影响因素出发,建立路感模拟的经验公式;采用路感函数多变量模糊控制的方法来研究各函数与路感的关系,以达到产生较理想路感的目的。结果表明:多变量模糊控制模拟产生的路感提高了驾驶员操控舒适性。 展开更多

关键词 线控转向(sbw)系统 路感模拟 多变量模糊控制

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基于功能安全要求的线控转向系统开发及验证 被引量：3

13

作者 常秀岩 高尚 +2 位作者 姜廷龙 侯慧贤 张建伟 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2021年第9期27-32,共6页

为提高线控转向(SBW)系统的安全性与可靠性,基于ISO 26262开展了SBW系统设计,将系统的安全目标分配到架构、硬件、软件策略等开发中,设计了冗余机制以满足系统安全要求,并进行了台架和实车测试验证,结果表明:在特定的故障注入状态下,线... 为提高线控转向(SBW)系统的安全性与可靠性,基于ISO 26262开展了SBW系统设计,将系统的安全目标分配到架构、硬件、软件策略等开发中,设计了冗余机制以满足系统安全要求,并进行了台架和实车测试验证,结果表明:在特定的故障注入状态下,线控转向的路感模拟器和转向执行器的转矩和转角的执行状态满足响应需求,实现了整车的线控转向功能并满足设计要求。 展开更多

关键词 线控转向 功能安全 系统架构 硬件架构 系统状态机

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新能源轻型商用车转向系统发展浅析 被引量：2

14

作者 刘俊荣 牛营凯 +1 位作者 尹华清 李红艳 《汽车实用技术》 2019年第19期18-19,共2页

文章对新能源轻型商用车转向系统发展进行简单概述,对液压助力转向系统、电动液压助力转向系统和电动助力转向系统进行了简单分析。看好线控转向系统在轻型商用车上的应用前景。重点对轻型商用车应用的电动助力转向系统(X-EPS)进行了分... 文章对新能源轻型商用车转向系统发展进行简单概述,对液压助力转向系统、电动液压助力转向系统和电动助力转向系统进行了简单分析。看好线控转向系统在轻型商用车上的应用前景。重点对轻型商用车应用的电动助力转向系统(X-EPS)进行了分析。电动助力转向系统(X-EPS)有利于节约成本、降低重量、降低耗能。 展开更多

关键词 转向系统 电动助力转向(EPS) 电动液压助力转向(EHPS) 线控转向(sbw)

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基于线控转向的路感仿真模拟应用 被引量：2

15

作者 魏波 徐颖 《机械工程与自动化》 2018年第4期6-8,共3页

线控转向取消了车轮与方向盘之间的机械连接,导致路面信息无法经方向盘直接传递给驾驶员。为了驾驶的安全性,设计了路感仿真模拟系统,利用稀土永磁型直流电机输出扭矩与电机电流线性度较好的特点,搭建电机路感仿真模拟控制电路。汽车EC... 线控转向取消了车轮与方向盘之间的机械连接,导致路面信息无法经方向盘直接传递给驾驶员。为了驾驶的安全性,设计了路感仿真模拟系统,利用稀土永磁型直流电机输出扭矩与电机电流线性度较好的特点,搭建电机路感仿真模拟控制电路。汽车ECU可根据方向盘转角传感器和车辆行驶状态信息,通过电机控制板输入电压控制输出扭矩。经实验验证,该系统有效可靠,能适用于不同类型SBW车辆的路感仿真模拟。 展开更多

关键词 线控转向 路感信息 路感电机 仿真模拟系统

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基于Riccati方程的汽车线控转向传感器故障重构研究 被引量：1

16

作者 田承伟 宗长富 +1 位作者 王祥 张萍 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第21期2637-2641,共5页

针对取消方向盘与转向器之间的机械连接后,线控转向系统存在的安全性和可靠性问题,提出以软件解析冗余为基础的线控转向系统传感器故障重构方法。以现有的线控转向系统为基础,从最优控制角度出发,基于Riccati型方程构建了线控转向系统... 针对取消方向盘与转向器之间的机械连接后,线控转向系统存在的安全性和可靠性问题,提出以软件解析冗余为基础的线控转向系统传感器故障重构方法。以现有的线控转向系统为基础,从最优控制角度出发,基于Riccati型方程构建了线控转向系统主要传感器的最优软件解析故障重构方法,并进行了传感器故障重构的硬件在环仿真。仿真结果表明,该方法能够实现传感器信号的重构,可以满足线控转向系统的容错控制要求。 展开更多

关键词 汽车 线控转向系统 传感器 故障重构 RICCATI方程

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应用模拟退火算法进行电动汽车转向传动比的设计研究

17

作者 牛晶 《汽车实用技术》 2021年第9期4-8,共5页

为了提高四轮独立驱动电动汽车的操纵稳定性,建立了三自由度非线性车辆转向动力学模型,基于实车模型应用CarSim/Simulink联合仿真分析的方法,文章对其前轮转向系统设计了一种基于模拟退火算法(SA)的变角传动比传动规律。其中,根据不同... 为了提高四轮独立驱动电动汽车的操纵稳定性,建立了三自由度非线性车辆转向动力学模型,基于实车模型应用CarSim/Simulink联合仿真分析的方法,文章对其前轮转向系统设计了一种基于模拟退火算法(SA)的变角传动比传动规律。其中,根据不同车速进行了分段研究,低速区间采用定增益法,将车辆横摆角速度增益和侧向加速度增益都设为定值;中高速区间采用可变权重系数的设计方法,其中权重系数根据SA算法动态进行优化,优化目标函数依据转向灵敏度最高的原则取传动比的最小值,应用MATLAB曲线拟合工具箱cftool分别对两个权重系数进行了函数拟合。仿真实验结果表明,在转向盘角阶跃输入和正弦角输入两种典型工况下,采用这种新型的传动比设计规律可以明显减小车辆的横摆角速度和侧向加速度,转向盘角阶跃输入工况下横摆角速度减小了13.6%,侧向加速度减小了23.1%;尤其是正弦角输入工况下,驾驶员转向盘转角减小了53.5%。可见,用这种方法设计的转向传动比规律可以明显减轻驾驶员的转向驾驶负担,提高车辆的操纵稳定性,从而为今后基于四轮独立驱动电动汽车前轮转向系统的设计奠定一定的理论基础和实验依据。 展开更多

关键词 电动汽车主动前轮转向 转向传动比 模拟退火算法 横摆角速度增益

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