[发明专利]一种用于车轮力传感器的非线性解耦方法

权利要求书

1.一种用于车轮力传感器的非线性解耦方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、根据车轮力传感器系统非线性特点以及静态标定结果将传感器输入-输出关系扩展为二次方程组；

步骤二、根据上述建立的二次方程组，推导出各个通道的输入-输出关系的矩阵形式；

步骤三、根据上述建立的矩阵关系，求得解耦矩阵，得到解耦后的车轮力/力矩值，与真实轮力/力矩比较，进而得到解耦误差。

2.根据权利要求1所述的一种用于车轮力传感器的非线性解耦方法，其特征在于，利用常规分析方法将车轮力传感器输入-输出关系扩展为二次方程组形式，如下式所示：

式中，F_j----第j个通道载荷施加；

U_ij----第j个通道加载时第i通道测量的输出；i＝1,2,3；j＝1,2,3；i＝j时，U_ij为主输出项；i≠j时，U_ij为耦合输出项；

a_ij----二次加载项F_j²的系数；

b_ij----一次加载项F_j的系数；

c_ij----各通道下的初值误差；

将上式(1)展开得联立方程：

3.根据权利要求2所述的一种用于车轮力传感器的非线性解耦方法，其特征在于，二次方程组(2)的通解形式表示为：

其中，f_i表示与传感器各维输出项相关的多项式函数，i＝1,2,3；u_i表示三通道的输出信号，i＝1,2,3；该函数结构形式不唯一主要由方程组(2)的结构形式决定。

4.根据权利要求3所述的一种用于车轮力传感器的非线性解耦方法，其特征在于，以F_x为例，将公式(3)改写为：

其中相对于F_x通道，u₁为主输出项，u₂,u₃为耦合输出项，u₁u₂,u₁u₃,u₂u₃为交叉耦合输出项；a_ij,b_ij,c_ij,g_ij,h_ij为各输出项的系数，i,j＝1,2,3，r₁为实数。

5.根据权利要求4所述的一种用于车轮力传感器的非线性解耦方法，其特征在于，将各通道进行拓展，公式(4)拓展后用矩阵表示为：

记F＝[F_x,F_z,M_y]^T为各维力/力矩向量信息，其中A、B、C、G、H∈R^3×3分别为输入项U²、U、U^1/3、的待定系数项矩阵；R∈R^3×44,为实数矩阵。

6.根据权利要求5所述的一种用于车轮力传感器的非线性解耦方法，其特征在于，将矩阵(5)改写为：

根据各通道所承受的力/力矩向量信息以及已经标定的传感器输出向量集，求得解耦矩阵P:

P＝F·Q^T(Q·Q^T)^-1 (7)。

7.根据权利要求6所述的一种用于车轮力传感器的非线性解耦方法，其特征在于：通过解耦矩阵P求得解耦后的力/力矩向量信息F_t，

F_t＝P·Q (8)

将F_t与F相比较，求出解耦误差。