贺耀文[1]2004年在《基于ESP平台的液压故障诊断专家系统的开发》文中指出本文以知识工程的理论为基础,运用面向对象的设计方法建造了一个基于ESP(Expert System Platform)平台的液压系统故障诊断专家系统。本文依次讨论了叉车液压故障诊断专家系统的可行性分析、设计要求、知识获取、知识库设计以及实现过程。在专家知识库设计过程中,我们对知识采用了层次化的表达方式,分为陈述型知识、过程型知识和控制型的知识。对知识的层次化分解有助于加深我们对整个知识系统的理解,加深对关键部件的理解,提高知识的可重用性。在对知识分层次的基础上,我们采用了模块化的设计方法来构造知识库。在本系统的设计中,我们把一些典型的元件或诊断回路作为一个单元体,可以添加到任何一个高一级的系统的诊断体中,通过模块化的设计,提高了效率。在规则集属性的提取过程中,我们采用了绘制故障图的方法,通过顶事件、中间事件、底事件及其相互关系的描述,我们可以清楚的看出事件之间的因果关系,故障图的运用使得规则的提取更加容易。在类库设计过程中,我们运用了软件工程的有关思想,用ER图来表示类及类之间的关系。最后我们从专家系统所做建议的质量、推理技术的正确性、人机对话质量、效率和成本核算五个方面完成了对该专家系统的评价。
王学林, 贺耀文, 凌玲[2]2004年在《基于ESP平台的液压系统故障诊断专家系统的实现》文中进行了进一步梳理提出并实现了一种用卡诺图来简化规则库、消除异常的方法。全文通过一个液压系统故障诊断专家系统的实例充分验证了ESP系统的方便实用性、稳定性、强大的逻辑推理能力以及良好的知识管理功能
薛成浩[3]2007年在《凿岩台车液压系统及其故障诊断研究》文中研究说明本文通过对凿岩台车液压系统的结构和原理的研究,对液压系统的故障检测技术进行了归纳与总结,以知识工程的理论为基础,运用面向对象的设计方法构建了一个基于ESP(Expert System Platform)平台的液压系统故障诊断专家系统。对全液压凿岩台车主要液压系统、液压元件的结构和工作原理进行了研究与分析,对液压系统的故障检测方法进行归纳与总结,重点研究参数检测法的工作原理及其应用,在理论上对影响凿岩的主要参数进行了研究与分析,收集整理了凿岩台车在生产过程中液压系统的常见故障及其原因。对专家系统的基本概念、知识的表示与获取等进行了阐述,充分运用面向对象的知识表示方法,完成凿岩台车液压系统类的总体设计。采用了模块化的设计方法来构造知识库,在系统的设计中,把一些典型的元件或诊断回路作为一个单元体,添加到任何一个高一级的系统的诊断体中,提高了效率。运用专家系统的知识,完成凿岩台车液压系统故障的获取,绘出主要液压系统的故障结构图,完成了台车故障诊断知识库的构建。运用软件工程的理论和数据库的基本概念,完成了台车液压系统故障诊断知识库E-R图的构建。最后,实现了一个基于ESP平台的凿岩台车液压系统故障诊断专家系统。
李萌[4]2011年在《基于支持向量机的汽车ESP系统故障诊断》文中认为随着科学技术的飞速发展,为了满足人们对车辆行驶安全性的要求,不断的有新的电子系统涌现出来,如ABS、TCS、EPS等等。电子系统的增加,提高了行车的安全性,同时也带来了新的问题。汽车的自动化程度越高,系统越复杂,系统的安全性与稳定性就越难保障。因此,在努力设计稳定的汽车电控系统同时,对电控系统的故障诊断系统的开发,引起了社会的关注。人们希望当电控系统出现故障时,驾驶员能得到及时的提示,避免或者减小车祸带来的人身和财产损失。ESP是在ABS和TCS基础上发展起来的新一代汽车主动安全技术,在制动防抱死和驱动防侧滑功能之外,它还能够在紧急时刻通过对每个车轮施加不同的制动力,修正汽车的过度转向或不足转向,从而保证汽车的行驶安全。凭借其优越的性能,ESP系统必将成为现代汽车的标准配置,由此可见研究ESP系统故障诊断无疑具有重大的现实意义和应用价值。故障诊断技术经过几十年的研究发展,已经得到了长足的进步。现在的故障诊断方法大致可分为基于定量模型的方法、基于定性模型的方法和基于数据驱动的方法这3类。传统的基于模型的诊断方法理论比较完善,在拥有精确的系统模型时,诊断结果令人十分满意。但是在系统十分复杂,建模十分困难时,基于模型的方法就显得有点束手无策了。本文的研究对象正是极其复杂的非线性动态模型,在这种情况下,提出了采用支持向量机这一基于数据的方法,进行ESP系统的故障诊断研究。本文共分为六章,具体内容如下：本文第一章为绪论,主要介绍了论文的研究背景和意义。对汽车故障诊断技术的发展做了概述,分析了基于模型和基于数据两类故障诊断方法的优缺点,为本文选择支持向量机方法进行故障诊断提供了充分的论据。本章还简要概述了支持向量机的发展现状。本文在第二章中详细的介绍了ESP系统。ESP系统作为本文研究对象,对其组成和工作原理的研究工作是十分重要的。本章首先以ESP系统的ECU、传感器和执行器叁部分详细地介绍了ESP的组成,并且对ESP液压调节器和电磁阀工作过程进行了细致的阐述。然后本章还对ESP工作原理进行了介绍,并以汽车在湿滑路面转弯和紧急换道的情况为例进行说明,为其他章节的研究工作做好准备。在第叁章中介绍了本文采用的整车系统模型。随着计算机技术的飞速发展,在前期使用计算机建模仿真代替实物仿真实验的方法得到了广泛的应用。难点在于如何建立一个精度较高的模型。本文研究的对象是汽车系统,由于汽车系统涵盖的知识面较广,用传统的方法建立起精准的整车模型较为困难,因此本文选择AMESim软件平台来搭建整车系统模型。在本章中首先介绍了AMESim软件的模块组成和优点,然后详细介绍了本文采用的整车模型。第四章为支持向量机的理论介绍。本章从统计学基础入手,详细介绍了支持向量机的理论基础。支持向量机是在统计学基础上发展起来的,其基本原理为将低维空间线性不可分问题转化为高维空间线性可分问题。由于它用结构风险来代替经验风险、使用内积代替最优分类面中的点积,因此支持向量机不但在小样本问题中表现出色,还成功避免了高维空间带来的运算复杂性。第五章介绍了基于支持向量机方法对ESP系统故障诊断的具体做法。AMESim在建模方面的功能十分强大,但是在处理数据、设计控制器等问题显得力不从心,在这方面MATLAB一直是佼佼者。因此本文选择在MATLAB软件环境中创建支持向量机的诊断系统。本章首先分析了故障类型,分别在系统无故障情况下、单一执行器断路故障以及传感器断路故障情况下进行仿真。接下来按照数据采集、数据处理、系统训练、预测诊断的流程介绍了具体做法,并对结果进行分析,总结出采用支持向量机的方法对ESP系统进行故障诊断是现实可行的这一结论。第六章为全文总结展望,首先总结了本文的工作内容和重要结论,然后指出了本文在研究过程中的不足之处,为后续的研究工作提供研究思路。
孙陈迪[5]2016年在《液压ABS硬件在环仿真系统研究》文中研究表明汽车主动安全装置,例如防抱死制动系统(Anti-lock Braking System,ABS),已经成为汽车上标准的安全配置系统。该装置通过调节各轮的轮缸压力,来防止车轮抱死。为了节约ABS控制器的开发成本以及提高开发便利性,硬件在环技术(Hardware-In-the-Loop,HIL)被越来越多应用到开发过程中。目前,ABS HIL的核心技术主要被国外车企所掌握。而HIL是ABS控制器“V”模式开发流程中相当重要的一步。本文针对HIL测试技术进行研究,得到针对液压ABS控制器的HIL测试环境。本文主要分为两部分,第一部分介绍ABS控制器的软硬件,包括基于滑移率和减速度的逻辑门限值控制算法和故障诊断算法,控制器的硬件电路。第二部分主要分析ABS测试的需求,基于Labcar和Matlab/Simulink搭建HIL测试平台,该平台主要对ABS的控制算法和故障诊断算法进行测试。本文首先对ABS基本原理与结构进行了分析,在此基础上,介绍了ABS控制器的软件和硬件电路。本文采用Altium Designer作为电路设计软件,根据需求,设计所需的硬件电路,包括芯片核心电路、轮速处理电路、电磁阀/电机驱动电路等。为了达到理想的控制效果,ABS控制器采用逻辑门限值控制算法,以减速度和滑移率为门限值,计算得到压力控制指令,包括增压、保压和减压。为了搭建满足需求的HIL测试平台,利用Matlab/Simulink搭建七自由度的车辆动力学模型,主要考虑车辆的纵向、侧向和横摆运动,以及车轮的旋转运动。本文采用的是ETAS公司的Labcar仿真控制平台。该平台提供了丰富的板卡资源,包括IO(Input and Output)、AD/DA(Analog-Digital/Digital-Analog)、CAN(Controller Area Network)板卡等,特别提供了用于ABS HIL测试所需的轮速模拟板卡ES1337。ES1337可以轻易地为控制器提供轮速信号。此外,本文分析了ABS传感器与执行器主要的故障。在此基础上,利用硬件电路,结合软件控制,搭建ABS故障模拟系统。该系统可模拟磁电式轮速传感器故障(包括缺齿,间隙过大,断/短路故障等),也可以模拟各类主要执行器故障。该系统可用于测试ABS控制器的故障诊断算法及容错控制能力。结合传统的车辆动力学模型和故障模拟系统,可为ABS控制器提供一个既可以测试控制算法,又可以检验故障诊断能力的完整的HIL测试环境。
崔乃予[6]2014年在《基于核感知器算法的汽车ESP系统故障诊断》文中认为随着我国经济的发展，汽车已经走入寻常百姓家，除去价格、外观、动力等重要因素广受关注外还有一个十分关键的因素是不容忽视的，那就是安全。汽车安全关系到驾乘者的生命安全，因此被广泛重视是很自然的事情，就目前而言，汽车安全技术已经发展得非常完善，近些年推出了不少新的汽车稳定控制系统，其中ESP系统功能最为强大，ESP系统通过多种传感器实时获取汽车的运行信息并且分析汽车运行状态和驾驶员的驾驶意图，除去制动防抱死和驱动防侧滑功能之外，它还能够在紧急时刻通过对每个车轮施加不同的制动力，修正汽车的过度转向或不足转向，在遭遇险情时对汽车的行驶进行干预和调整，从而维持汽车的行驶稳定性，保证汽车的行驶安全,区别于ABS、TCS等系统，属于主动安全控制系统，因此极具研究价值。但是这也导致汽车稳定控制系统变的日益复杂，使其发生故障的几率大大增加。如何保证复杂的安全系统能够可靠运行，并且在出现故障的时候可以第一时间进行准确的故障诊断成为了新的论题，非常具有现实意义。故障诊断技术发展多年，已经得到了长足的进步，传统的诊断方法是基于模型的方法进行诊断的，但是基于模型的故障诊断方法对模型精度要求很高，尤其对于汽车这类十分复杂的系统而言不是十分适合，汽车模型不仅复杂，而且是非线性动态模型，建模难度很大，因而本文采取从另一种故障诊断方法入手，即基于数据的诊断的方法。本文在深入分析ESP结构组成和工作原理的基础之上，利用AMESim软件建立整车系统模型，之后通过故障类型分析，选取了常见的ESP系统轮速传感器故障和执行器故障为诊断目标，通过整车模型进行实验仿真，采集相应数据。在诊断方法的学习与尝试过程中，发现线性多分类感知器算法具有良好的自学习能力，并且相对简单易用，但感知器算法仅适用于线性可分的数据情况，对于复杂的非线性系统而言诊断效果欠佳。为了解决这个问题本文引入了核函数的方法，得到了适用于本文诊断对象的核感知器故障诊断方法，在文中，首先通过介绍二分类感知器算法引出线性多分类感知器算法，然后详细的介绍了核函数技术，最终利用核感知器算法对系统进行故障诊断，得到了良好的诊断效果，并对线性多分类感知器算法和核感知器算法的诊断结果进行了对比和分析。
陈华武[7]2017年在《汽车ESP硬件在环测试平台开发及测试方法研究》文中提出随着汽车电子稳定系统(Electronic Stability Program,ESP)在主动安全方面的出色表现受到越来越多业内人士的认可,车辆ESP系统的装配量也越来越多,少数国家已经要求近年来新上市的车型必须强制配置该系统。电子稳定系统通过获取驾驶员的操作和反映车辆状态的传感器信息,主动干预制动系统和动力系统以期获得良好的操纵稳定性。目前ESP的产品开发以及后期的匹配测试仍然是国内汽车领域的专家学者研究的热点内容。评价标准的缺失是制约我国ESP产品发展的一个重要因素。ESP系统虽然已经逐渐发展成为汽车的标配,但我国并没有具体的法规或标准对ESP进行评价。我国各大主机厂也大多是借助经验丰富的驾驶员进行主观的评价或者参考国外相关的评价试验。针对现状,文章重点研究了ESP硬件在环测试平台的搭建、ESP控制逻辑和ESP系统的评价方法叁方面内容,以期对国内ESP系统的发展起一定推动作用。下面将具体介绍研究的重点内容。1.分析了汽车ESP系统的工作原理及ECU需求信号的种类和要求,设计了ESP硬件在环测试平台的总体方案。内容包括硬件的设计、仿真软件的使用、联合仿真的具体方法,通过各类信号模拟板卡实现了ECU在环的测试平台开发。硬件方面设计了电阻模拟卡,轮速卡及通讯卡。电阻模拟卡可以针对车辆电阻型的传感器进行模拟,特别是针对多路互相验证和冗余的电阻类传感器设备;轮速卡可以通过输入车速命令而输出车载ECU所能实际识别的正弦波形信号,起到模拟车速传感器的作用;通讯板卡作为扩展选项,可以实现通讯信息转发以及后期相关扩展。对电控快速开发平台进行了研究,详细说明了自动代码生成工具链的开发及配置流程,针对目标硬件的快速原型控制器使用自动代码工具进行了一键下载。2.研究了ESP控制算法的逻辑,搭建了Simulink算法模型。分析了ESP控制的控制目标,把控制系统分成轮速估计、车速估计、横摆角速度计算、质心侧偏角计算等模块。建立了车辆二自由度车辆模型,确定了理想横摆角速度确定原则;在质心侧偏角相图的研究基础上设计了ESP的控制算法;分析并制定了ABS和ESP的协同控制原则。3.参考国内外相关试验方法,提出ESP系统评价指标。选取了正弦延迟试验,匀速圆周试验,双移线试验,避障、蛇形试验等作为评价内容,介绍了各个试验的具体试验流程和操作方法,提出了相关参数对比、车速比、质心侧偏角相图稳定域、稳定域比值辅以横摆角速度平均绝对偏差四方面的评价指标。4.对试验结果进行评价。试验后通过绘制对比曲线,提取参数计算等方法对ESP系统进行了评价,分别对应不同的工况对策略进行了分析,指出了该策略的不足。同时对提出的评价方法进行了验证。
《中国公路学报》编辑部[8]2017年在《中国汽车工程学术研究综述·2017》文中研究指明为了促进中国汽车工程学科的发展,从汽车噪声-振动-声振粗糙度(Noise,Vibration,Harshness,NVH)控制、汽车电动化与低碳化、汽车电子化、汽车智能化与网联化以及汽车碰撞安全技术5个方面,系统梳理了国内外汽车工程领域的学术研究进展、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。汽车NVH控制方面综述了从静音到声品质、新能源汽车NVH控制技术、车身与底盘总成NVH控制技术、主动振动控制技术等;汽车电动化与低碳化方面综述了传统汽车动力总成节能技术、混合动力电动汽车技术等;汽车电子化方面综述了汽车发动机电控技术、汽车转向电控技术、汽车制动电控技术、汽车悬架电控技术等;汽车智能化与网联化方面综述了中美智能网联汽车研究概要、复杂交通环境感知、高精度地图及车辆导航定位、汽车自主决策与轨迹规划、车辆横向控制及纵向动力学控制、智能网联汽车测试,并给出了先进驾驶辅助系统(ADAS)、车联网和人机共驾等典型应用实例解析;汽车碰撞安全技术方面综述了整车碰撞、乘员保护、行人保护、儿童碰撞安全与保护、新能源汽车碰撞安全等。该综述可为汽车工程学科的学术研究提供新的视角和基础资料。
魏峙[9]2015年在《BP神经网络在汽车ESP系统故障诊断中的应用》文中研究指明自从汽车作为主要交通工具进入社会、家庭以来,其安全、机动以及舒适性能无时不刻的随着包括制造行业在内的社会整体科技的发展水平的提高而日新月异,为不断满足消费者对汽车行驶安全性的预期和主导性需求的升级,不断有新的各种各样的汽车电子设备被发明并规模化生产出来。电子安全设备、系统的增加,从某种角度讲,提高了行车的安全行驶能力,但同时新的问题也出现了。各主机厂或与零部件行业巨头提供的汽车自动化装备的种类越多、程度越高,则与之相配套的安全保障系统设计就愈加庞杂。车辆稳定控制系统(Electronic Stability Program,下称ESP),作为汽车业界相对成熟的主动安全装备,该装备的发展是以防抱死制动系统(Anti-Block System,下称ABS)和牵引力控制系统(Traction Control System,下称TCS)为基础,尽管学术界也有以汽车起动提速防滑系统基础的理论研究。但总体而言,以TCS及ABS为基础的ESP集成系统,能够将TCS及ABS的使用性能发挥至最大化,不仅极大地增强了汽车高速行驶时的安全稳定性,而且大幅度减少了汽车高速行驶过程中,因驾驶员转向操作不当导致车辆失稳而引发的重大安全事故。与目前市面上流行的其它安全被动设备相比,ESP系统的主动安全装备性能更高,更能保障汽车高速行驶时驾乘人员的生命财产安全,且在今后的发展过程中,该系统必将成为新车上路行驶所必须配置的安全基础装备。本文将从研究视角上,尝试用反向传递并修正误差的多层映射神经网络算法(Back Propagation Neural Network,下称BPN)的基本原理和方法,探讨影响汽车ESP系统的诸多因素。从研究对象来看,侧重于探讨ESP系统故障诊断中BPN的应用原理；从研究内容来看,侧重于探讨BPN与汽车ESP系统故障诊断判断的整合功能。在全部研究过程中,本文首先介绍了汽车ESP系统故障诊断的研究背景、研究意义及国内外研究成果；其次,从定性与定量分析两方面,分析了BPN的基本原理及使用方法,选择并确定了BPN拟真计算方法,同时构建了基础模型,利用BPN的优势,进行设计,并用MATLAB进行模拟仿真。在对汽车ESP系统故障诊断系统进行研究分析的基础上,结合汽车行驶系统的动态特点,提出将BPN系统应用到ESP系统故障诊断中的假设,对ESP系统传感器与执行器故障做了仿真模拟分析,并在单一传感器和执行器故障情况前提下用MATLAB软件进行仿真并记录、分析,随后利用BPN对ESP系统故障进行判定,其判定结果显示,在ESP系统故障中应用BPN系统在理论支撑,还是在具体方法应用方面都是切实可行的。
唐国明[10]2012年在《无人驾驶汽车半物理仿真系统的设计》文中研究说明智能决策系统是无人驾驶汽车中最重要的部件,其智能决策水平直接决定了无人驾驶汽车行驶时的安全性与可靠性。为了构建性能可靠的智能决策系统,在研制过程中对其进行充分测试以尽早暴露系统中存在的各种设计缺陷是一条重要途径。在实车实验受限的情况下,有鉴于半物理仿真技术的诸多优点,将来应该成为无人车智能决策系统分析、设计与验证的重要手段。目前,半物理仿真技术已经被广泛应用于汽车电子产品的研究与设计活动中,但还没有发现应用在无人车智能决策水平验证上的案例。无人车半物理仿真作为仿真理论中一个比较新颖的应用方向,可以对无人车智能决策水平进行评估。在把无人车半物理仿真系统应用于实验之前,对其工作原理、系统结构及其仿真可信度进行深入细致地研究是确保仿真系统具有较高可信度的前提条件。首先回顾了汽车的发展历程以及目前汽车普遍存在的安全性问题,进而引出无人驾驶汽车的概念。概述了仿真理论与仿真技术的国内外发展现状,重点描述了半物理仿真技术在汽车工程尤其是汽车电子产品上的应用情况。介绍了仿真可信度理论的基本概念以及各种技术规范的发展情况,具体论述了仿真系统可信度研究的方法,同时也对仿真技术的应用现状作了说明。从仿真系统的技术需求出发,设计出半物理仿真系统的整体结构,并详细阐述了整个半物理仿真系统的工作原理。针对无人车智能决策水平的测试内容,给出虚拟交通场景的总体设计框架以及几种典型的测试道路结构。针对从虚拟环境中获取信息的问题,简单建立了从两维图像中恢复出叁维信息的图像处理算法。在半物理仿真系统的具体使用要求下,对并联机构的运动学反解作了计算。将并联机构划分成叁个四面体,并结合泰勒级数展开与牛顿—拉夫森数值计算方法得出并联机构的运动学正解。同样,在无人车半物理仿真的具体要求下,确定出并联机构运动平台的速度、加速度、角速度以及角加速度,并计算出并联机构各驱动器的速度、加速度、角速度与角加速度,按照牛顿—欧拉方法建立系统的动力学方程。基于模型控制方法,设计PD控制器对并联机构的运动轨迹进行控制。考虑到通常的标定算法需要计算运动学正解的不便,文中把标定问题转化成在已知运动平台位姿(位置与姿态)的情况下,计算驱动器的测量长度与计算长度之间的残差,并以最小二乘迭代法计求解并联机构的运动参数。给出了并联机构的自然振动频率计算。作为半物理仿真系统的重要组成部分,建立了包括汽车车体、轮胎与四个悬架在内的汽车系统动力学方程。由于无人车通常在平坦路面上进行测试,且汽车的前向速度、侧向速度以及横摆角速度已经足够检验汽车的动力学行为,因此文中同时也建立了简化的汽车动力学方程。以无人驾驶汽车半物理仿真系统的可信度为研究对象,在既往检验方法的基础上,给出无人驾驶汽车半物理仿真系统的开发流程。给出两种典型的数据预处理统计学方法。详细介绍了有关统计相似分析的概念,重点突出了相似度计算的方法。利用层次分析法建立无人车半物理仿真系统可信度分析的递阶层次结构图。以无人车半物理仿真系统为例,详细介绍了汽车动力学模型、并联机构的控制模型以及整个系统的可信度计算方法。总的说来,本文是基于无人车半物理仿真系统工程的具体应用加以展开的。希望本文的研究工作能够对本领域的深入研究具有一定的借鉴意义,同时也希望本文的研究工作能够促进半物理仿真技术在无人驾驶汽车研究开发上的应用。
参考文献：
[1]. 基于ESP平台的液压故障诊断专家系统的开发[D]. 贺耀文. 华中科技大学. 2004
[2]. 基于ESP平台的液压系统故障诊断专家系统的实现[J]. 王学林, 贺耀文, 凌玲. 机床与液压. 2004
[3]. 凿岩台车液压系统及其故障诊断研究[D]. 薛成浩. 东北大学. 2007
[4]. 基于支持向量机的汽车ESP系统故障诊断[D]. 李萌. 吉林大学. 2011
[5]. 液压ABS硬件在环仿真系统研究[D]. 孙陈迪. 武汉理工大学. 2016
[6]. 基于核感知器算法的汽车ESP系统故障诊断[D]. 崔乃予. 吉林大学. 2014
[7]. 汽车ESP硬件在环测试平台开发及测试方法研究[D]. 陈华武. 吉林大学. 2017
[8]. 中国汽车工程学术研究综述·2017[J]. 《中国公路学报》编辑部. 中国公路学报. 2017
[9]. BP神经网络在汽车ESP系统故障诊断中的应用[D]. 魏峙. 大连理工大学. 2015
[10]. 无人驾驶汽车半物理仿真系统的设计[D]. 唐国明. 中国科学技术大学. 2012
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