基于MEMS的汽車狀態(tài)感知和性能評價技術研究.pdf

1、汽車運動狀態(tài)的感知是指在汽車運動過程中,通過布置在車內(nèi)特定位置的微機電系統(tǒng)MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems),結合高精度GPS(Global Position System)測量模塊,實時采集并解算得到汽車行駛狀態(tài)關鍵參數(shù)的技術。在此基礎上,以制動性能和操縱穩(wěn)定性能為代表,進一步研究了汽車綜合性能測試與評價技術,并應用虛擬儀器工作平臺LabVIEW(Laboratory Virtual Inst

2、rument Engineering Workbench)完成了相應測試評價軟件的開發(fā),從而初步構建了汽車狀態(tài)感知和性能評價系統(tǒng)。
　　 進行汽車運動狀態(tài)感知技術的研究,可以為汽車慣性導航和道路行駛安全性預警提供技術支持;展開汽車綜合性能評價技術的研究,能夠為提升機動車檢測效率以及提高行業(yè)檢測與監(jiān)督能力奠定基礎。
　　 本文主要從汽車運動狀態(tài)感知核心硬件的設計與標定、汽車行駛過程中關鍵信號的采集與解算、汽車制動性能和操縱

3、穩(wěn)定性能測試技術的研究與LabVIEW中測試軟件的開發(fā)以及以制動性能為代表的實車測試與分析等方面展開相關工作。
　　 設計了汽車運動狀態(tài)感知的核心硬件——微慣性傳感器組合測量單元MIMU(Micro Inertial Measurement Unit),闡述了其工作原理,同時設計了MEMS傳感器標定系統(tǒng),對MIMU進行標定并分析標定誤差。
　　 以LabVIEW虛擬儀器開發(fā)環(huán)境為平臺,開發(fā)了MIMU信號采集和GPS測速軟

4、件模塊,獲得汽車行駛過程中3軸角速度和3軸線加速度信號,以此作為系統(tǒng)的基礎輸入?yún)?shù),應用LabVIEW與Matlab混合編程,結合卡爾曼濾波技術實現(xiàn)對汽車行駛過程中6自由度運動狀態(tài)參數(shù)最優(yōu)估計值(橫擺角、側傾角、俯仰角以及縱向速度、側向速度和垂向速度)的解算,從而實現(xiàn)對汽車運動狀態(tài)的感知。
　　 基于對汽車運動狀態(tài)的感知,參考汽車綜合性能測試的相關試驗標準和規(guī)范,著重分析了汽車制動性和操縱穩(wěn)定性的測試原理,補充建立了狀態(tài)感知所得