[发明专利]车载减振设备的垂向振动状态的观测方法及系统

权利要求书

1.一种车载减振设备的垂向振动状态的观测方法，其特征在于，包括：

建立卡尔曼滤波器的模型，所述模型的观测量包括车载减振设备的垂向加速度和垂向相对位移、车体的垂向加速度和车辆悬架的垂向相对位移，所述模型的状态量包括车载减振设备的垂向速度和/或垂向位移；

获取所述观测量在当前时刻的观测值；

采用所述卡尔曼滤波器对所述观测量在当前时刻的观测值进行处理，得到所述状态量在当前时刻的最优估计值；

根据所述状态量在当前时刻的最优估计值得到所述车载减振设备在当前时刻的垂向速度和/或垂向位移。

2.根据权利要求1所述的观测方法，其特征在于，

结合路面模型、1/4车辆动力学模型和减振设备动力学模型对所述车载减振设备的垂向振动状态观测进行总体建模，得到如下关系：

Δx_b＝x_b-x_s，Δx_s＝x_s-x_t，Δx_t＝x_t-z_g，

其中，m_b为1/4减振设备质量，m_s为1/4车体质量，m_t为车轮质量，k_b为1/4减振设备等效刚度系数，k_s为悬架刚度系数，k_t为车轮刚度系数，c_b为1/4减振设备等效阻尼系数，c_s为悬架阻尼系数，x_b依次为车载减振设备的垂向加速度、垂向速度和垂向位移，x_s依次为车体的垂向加速度、垂向速度和垂向位移，x_t依次为轮胎的垂向加速度、垂向速度和垂向位移，z_g为随机路面的垂向位移；

根据上述关系，在离散域建立如下的卡尔曼滤波器的模型：

其中，X_k为第k个时刻的状态量，w_k-1为第k-1个时刻的过程噪声，Y_k为第k个时刻的观测量，v_k为第k个时刻的量测噪声，F为离散状态转移矩阵，Γ为过程噪声矩阵，C为量测矩阵。

3.根据权利要求2所述的观测方法，其特征在于，

F＝I+AT,Γ＝GT；

其中，I为单位阵，T为离散域的计算步长。

4.根据权利要求2所述的观测方法，其特征在于，

F＝I+AT,Γ＝GT；

a＝l*v；

其中，I为单位阵，T为离散域的计算步长，v为车速，l为一常数。

5.根据权利要求1所述的观测方法，其特征在于，获取所述观测量在当前时刻的观测值包括：

通过固定于车体上的第一惯导单元获取车体的垂向加速度；

通过固定于所述车载减振设备的上台面的第二惯导单元获取所述车载减振设备的垂向加速度；

通过安装于所述车载减振设备的驱动机构的编码器获取所述车载减振设备的垂向相对位移；

通过安装于车辆悬挂上的车高传感器获取车辆悬架的垂向相对位移。