摘要
二十一世纪的今天，汽车已经融入到了人们的日常生活中，成了不可或缺的交通工具。作为车辆和行驶路面接触的唯一部件，轮胎的性能决定着整车的性能表现，当轮胎充气压力不足时，会导致车辆行驶阻力增大，油耗升高，甚至导致爆胎，对驾乘人员的人身安全产生极大威胁。因此，实时监测轮胎压力状态，在胎压状态发生异常时警示驾驶员，对提高驾乘安全性和行驶经济性有重要意义。 胎压监测系统(TPMS)正是为了解决上述问题而生的，它在车辆行驶时实时地监测每个车轮的压力状态，当有车轮处于欠压状态时系统发出报警信号，在故障发生之前对驾驶人做出必要的提醒以保证行车安全。我国于2017年正式发布乘用车TPMS国家标准，标准规定了直接法和间接法两种方法的测试标准等事项。本文从经济性、准确性和安装难易程度等方面综合考虑，对基于轮胎滚动半径和频域特征的间接式胎压监测算法进行研究。 本文提出了一种基于轮胎滚动半径和频域特征的间接式胎压监测算法，为方便起见下文中依次由半径法和频域法来表示。该算法主要包括以下几点内容：(1)首先，采集轮速及相关车辆状态数据；然后，结合轮速传感器的原理分析了轮速信号产生误差的原因；同时，针对频域法和半径法的信号处理过程，分别设置了两种方法的筛选方法。(2)通过递归最小二乘法对齿圈误差参数进行辨识，设计了齿圈误差匹配策略，进一步的修正齿圈误差，重构信号为时间均匀信号；然后针对频域法和半径法轮速信号在频域的差异，设计滤波器分别提取了对应信号成分。(3)首先，从频谱估计方法，发动机扭转振动影响的分析与消除，频谱信号筛选以及固有频率的提取方法，对频域法胎压估计算法做了详细设计，确定了频域法胎压估计算法的流程；然后，从半径迭代法和半径统计法对半径法胎压估计算法做了详细设计，确定了基于半径迭代法和半径统计法的半径法胎压估计算法融合方法。(4)以频域法欠压程度和半径法欠压程度为输入，建立了计数器调整步长模糊规则，并据此设计了识别策略实现轮胎压力状态识别。最后在MATLAB/Simulink平台搭建了基于模糊规则的间接式胎压监测算法融合的算法原型，在车轮常压及不同欠压状态下对算法进行参数标定，在车轮常压和欠压状态下对算法进行了实车数据离线仿真，分析可知设计的融合算法是准确有效的。
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