[發(fā)明專利]一種基于馬爾科夫跳變的事件觸發(fā)狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811300132.0
• 申請(qǐng)日: 2018-11-02
• 公開（公告）號(hào): CN109410361A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)懷成;孫家玉;張皓;李郅辰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G07C5/00
• 分類號(hào): G07C5/00;G07C5/08;H04L12/707;H04L12/801
• 代理公司: 上?？剖⒅R(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

本發(fā)明涉及一種基于馬爾科夫跳變的事件觸發(fā)狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：傳感器采樣單元：包括用以采集汽車懸架系統(tǒng)狀態(tài)信息的車載傳感器；事件觸發(fā)單元：包括事件觸發(fā)檢測(cè)器，用以基于周期事件觸發(fā)機(jī)制接收來自車載傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)；量化器量化單元：包括與事件觸發(fā)檢測(cè)器連接且相互并聯(lián)的多條通信鏈路，每條通信鏈路上均設(shè)有一個(gè)對(duì)數(shù)量化器；估計(jì)器網(wǎng)絡(luò)單元：包括分別與每條通信鏈路上的對(duì)數(shù)量化器連接的估計(jì)器，各估計(jì)器通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳輸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有參數(shù)容易確定、估計(jì)對(duì)象要求簡(jiǎn)單、防止網(wǎng)絡(luò)擁塞、設(shè)計(jì)靈活、節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源、抵抗外部干擾等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于馬爾科夫跳變的事件觸發(fā)狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

作為道路交通的主要元素之一，汽車的性能直接影響到交通系統(tǒng)中車輛和人員的安全。作為車輛重要部件的懸架系統(tǒng)的控制和估算策略受到越來越多的關(guān)注。在20世紀(jì)30年代初研究了旋轉(zhuǎn)和懸架運(yùn)動(dòng)如何影響乘坐性能的問題。隨著懸架系統(tǒng)的快速發(fā)展，數(shù)學(xué)模擬和計(jì)算機(jī)技術(shù)開始應(yīng)用于懸架系統(tǒng)研究領(lǐng)域。近年來，大量關(guān)于懸架控制系統(tǒng)的研究已經(jīng)出現(xiàn)。一方面，由于懸架系統(tǒng)的部件之間的磨損和碰撞，將難以操縱車輛。另一方面，系統(tǒng)的所有狀態(tài)在實(shí)踐中都很難獲得。因此，基于可用的輸出測(cè)量，可以設(shè)計(jì)狀態(tài)估計(jì)器來估計(jì)未測(cè)量的系統(tǒng)狀態(tài)。另外，獲得更準(zhǔn)確的懸架系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)值有助于最大限度地提高車輛用戶對(duì)于車輛安全性，舒適性和操縱穩(wěn)定性的滿意度。最近，許多研究人員在有限的時(shí)間范圍內(nèi)集中研究懸架系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)問題。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，受控系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的集成已成為網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的熱點(diǎn)，并提出了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，隨著網(wǎng)絡(luò)的加入，系統(tǒng)性能得到了很大的提高，同時(shí)也帶來了網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)延遲，丟包，單包和多包傳輸?shù)葐栴}。這些問題的存在不僅會(huì)降低系統(tǒng)的控制性能，而且甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。事實(shí)上，基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)主要通過無線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。因此，信號(hào)在被發(fā)送之前必須被量化。

同時(shí)，由于未知的外部干擾，通信環(huán)境易受攻擊，從而導(dǎo)致各種通信能力，如采樣時(shí)間變化，時(shí)變時(shí)延和多通信信道等。在多個(gè)交換通信信道的背景下，采用馬爾可夫跳躍系統(tǒng)模型來表示整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并且已經(jīng)研究了主動(dòng)懸架系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)問題。值得一提的是，假設(shè)馬爾可夫轉(zhuǎn)移概率是完全可訪問和已知的。然而，在實(shí)踐中，很難獲得轉(zhuǎn)移概率的確切值。因此，考慮一種更一般的情況，其中信道切換由具有時(shí)變概率轉(zhuǎn)移矩陣的馬爾可夫鏈控制。

在先進(jìn)控制應(yīng)用中，控制實(shí)現(xiàn)主要基于通過通信網(wǎng)絡(luò)連接控制組件(物理設(shè)備，采樣器，控制器和執(zhí)行器)的數(shù)字平臺(tái)。在這種實(shí)現(xiàn)中，控制任務(wù)包括對(duì)物理信號(hào)進(jìn)行采樣，計(jì)算控制信號(hào)和執(zhí)行器信號(hào)的實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)上，控制任務(wù)是以周期性的方式進(jìn)行，也就是所謂的時(shí)間觸發(fā)控制。時(shí)間觸發(fā)控制是一種簡(jiǎn)單的方法來設(shè)計(jì)合適的控制器，使用非常豐富的采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)理論。然而在一些情況下，系統(tǒng)到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)并且沒有外部干擾，周期性地執(zhí)行任務(wù)浪費(fèi)了基于電池的設(shè)備的計(jì)算和能量資源。而且，如果一個(gè)采樣周期趨于零，大量的冗余采樣信號(hào)被釋放給具有帶寬受限的共享通信網(wǎng)絡(luò)，這將會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)交通堵塞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于馬爾科夫跳變的事件觸發(fā)狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種基于馬爾科夫跳變的事件觸發(fā)狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)，用以進(jìn)行1/4車輛模型汽車狀態(tài)估計(jì)，該系統(tǒng)包括：

傳感器采樣單元：包括內(nèi)嵌在汽車懸架系統(tǒng)上用以采集汽車懸架系統(tǒng)狀態(tài)信息的車載傳感器；

事件觸發(fā)單元：包括事件觸發(fā)檢測(cè)器，用以基于周期事件觸發(fā)機(jī)制接收來自車載傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)，并決定事件觸發(fā)檢測(cè)器的事件發(fā)生時(shí)刻；

量化器量化單元：包括與事件觸發(fā)檢測(cè)器連接且相互并聯(lián)的多條通信鏈路，每條通信鏈路上均設(shè)有一個(gè)對(duì)數(shù)量化器，對(duì)數(shù)量化器接收事件觸發(fā)檢測(cè)器觸發(fā)時(shí)刻的測(cè)量值，并根據(jù)各個(gè)對(duì)數(shù)量化器的量化規(guī)則對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化；