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纯电动轿车车窗防夹的故障诊断算法研究
| 论文题名： | 纯电动轿车车窗防夹的故障诊断算法研究 |
| 关键词： | 车窗防夹;鲁棒故障诊断;性能指标法;参考残差模型法;纯电动轿车 |
| 摘要： | 随着汽车电子技术的发展，人们对其安全性和可靠性要求越来越高，针对每年电动车窗夹伤人员事故的频繁发生，车窗防夹技术应运而生且越来越受到人们的广泛关注。目前车窗防夹检测的主要研究方法分为差动式防夹估计和绝对式防夹估计，前者实时性较差，后者对于异常震动的鲁棒性较差。 针对纯电动轿车车窗防夹使用安全问题，本文提出了基于解析模型的鲁棒故障诊断算法。算法中将防夹发生时转矩变化率的变化看作一个系统故障，故障定义为系统已有的一个重要变量或特征发生了较大的变化而影响了系统的正常运作。由构建的鲁棒故障诊断观测器产生残差信号与事先设计的门限值比较，来判断防夹事件的发生，残差可以理解为一个表征系统状态的函数，该函数是由测量信息和模型事先设定的信息进行比较得到的。本文分别采用性能指标法(H∞和H(.)指标)和参考残差模型法对车窗防夹鲁棒故障诊断观测器进行设计，进而根据有界实引理利用线性矩阵不等式对其设计的观测器进行求解。根据两种方法分别建立仿真实验模型，验证算法的实时性和鲁棒性。仿真结果表明两种方法的防夹检测时间分别为0.15s和0.07s，符合中国汽车行业标准中防夹反应时间1s以内的要求，均能够实现对防夹的有效性检测，既保证了防夹检测的灵敏度，又保证了对扰动和噪声的鲁棒性，并且在都具有较强鲁棒性的前提下，参考残差模型法的检测时间要优于性能指标法。最后本文在CANoe软件的基础上，建立了CANoe-MATLAB的联合仿真实验模型。在CANoe软件中通过建立数据库，形成CAN网络，然后与MATLAB/Simulink关联，完成了离线模式下的仿真实验;通过搭建硬件实验台架和CANoe/MATLAB软件设计完成了车窗防夹故障诊断系统的硬件在回路模式仿真实验。 本文设计的基于鲁棒故障诊断的车窗防夹检测算法，区别于传统的单纯防夹检测，在充分考虑实际要求和条件的基础上，将实际问题数学化，根据增益指标、线性矩阵不等式等数学理论，通过构建故障诊断观测器，实现车窗防夹的有效性检测，使得算法在达到实际要求的前提下更具有充分的理论依据。 |
| 作者： | 刘芳舒 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 李鸿强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津工业大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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