[发明专利]一种基于数字孪生的智能线控底盘架构及其主动容错方法

权利要求书

1.一种基于数字孪生的智能线控底盘架构，其特征在于，包括：智能线控底盘系统和数字孪生诊断系统；

所述智能线控底盘系统，包括：线控驱动系统、线控转向系统、线控制动系统、线控底盘控制单元、线控驱动控制器、线控转向控制器、线控制动控制器；

所述线控驱动系统包括：油门踏板、油门踏板位置传感器、左前轮轮毂电机、右前轮轮毂电机、左后轮轮毂电机、右后轮轮毂电机、左前轮轮速传感器、右前轮轮速传感器、左后轮轮速传感器、右后轮轮速传感器、左前轮、右前轮、左后轮、右后轮；油门踏板位置传感器固定安装在油门踏板上；左前轮轮毂电机和左前轮轮速传感器安装在左前轮内；右前轮轮毂电机和右前轮轮速传感器安装在右前轮内；左后轮轮毂电机和左后轮轮速传感器安装在左后轮内；右后轮轮毂电机和右后轮轮速传感器安装在右后轮内；左前轮轮毂电机、右前轮轮毂电机、左后轮轮毂电机、右后轮轮毂电机输出的旋转运动分别转化为左前轮、右前轮、左后轮、右后轮的旋转运动，驱动车辆行驶；

所述线控转向系统包括：方向盘、转向管柱、路感模拟装置及转向总成；

所述方向盘连接转向管柱，转向管柱上分别固定安装转角传感器和转矩传感器，方向盘输入的作用力经过转向管柱作用在路感模拟装置上；

所述转向总成包括：转向电机、转向电机转速传感器、转向减速机构、转向滚珠丝杆、转向横拉杆、转向梯形；转向电机输出端依次通过转向电机转速传感器、转向减速机构连接到转向滚珠丝杆的螺母；转向滚珠丝杆的丝杆端将转向横拉杆打断，转向滚珠丝杆两端与转向横拉杆被打断的两个端口轴向固定连接；转向电机输出的旋转运动经转向减速机构和转向滚珠丝杆转换为转向横拉杆的位移运动，转向横拉杆的位移运动通过转向梯形和车轮完成车辆转向动作；

所述线控制动系统包括：制动踏板、制动踏板位置传感器、左前轮制动电机、左前轮制动电机转速传感器、左前轮减速机构、左前轮滚珠丝杆、左前轮制动轮缸、右前轮制动电机、右前轮制动电机转速传感器、右前轮减速机构、右前轮滚珠丝杆、右前轮制动轮缸、左后轮制动电机、左后轮制动电机转速传感器、左后轮减速机构、左后轮滚珠丝杆、左后轮制动轮缸、右后轮制动电机、右后轮制动电机转速传感器、右后轮减速机构、右后轮滚珠丝杆、右后轮制动轮缸；制动踏板位置传感器固定安装在制动踏板上；左前轮制动电机输出端依次通过左前轮制动电机转速传感器、左前轮减速机构连接到左前轮滚珠丝杆，左前轮滚珠丝杆的一端连接到左前轮制动轮缸；右前轮制动电机输出端依次通过右前轮制动电机转速传感器、右前轮减速机构连接到右前轮滚珠丝杆，右前轮滚珠丝杆的一端连接到右前轮制动轮缸；左后轮制动电机输出端依次通过左后轮制动电机轮速传感器、左后轮减速机构连接到左后轮滚珠丝杆，左后轮滚珠丝杆的一端连接到左后轮制动轮缸；右后轮制动电机输出端依次通过右后轮制动电机转速传感器、右后轮减速机构连接到右后轮滚珠丝杆，右后轮滚珠丝杆的一端连接到右后轮制动轮缸；左前轮制动电机、右前轮制动电机、左后轮制动电机、右后轮制动电机的旋转运动分别依次通过左前轮减速机构和左前轮滚珠丝杆、右前轮减速机构和右前轮滚珠丝杆、左后轮减速机构和左后轮滚珠丝杆、右后轮减速机构和右后轮滚珠丝杆转化为左前轮滚珠丝杆的丝杆端、右前轮滚珠丝杆的丝杆端、左后轮滚珠丝杆的丝杆端、右后轮滚珠丝杆的丝杆端的位移运动，分别作用在左前轮制动轮缸、右前轮制动主缸、左后轮制动主缸、右后轮制动主缸上产生制动力矩，完成车辆的制动操作；

所述线控底盘控制单元包括：线控底盘集成控制器、车辆其它状态单元；线控底盘集成控制器的输入端通过车载通讯线路连接转角传感器、转矩传感器、线控转向控制器、制动踏板位移传感器、油门踏板位移传感器、线控制动控制器、线控驱动控制器、车辆其它状态单元；车辆其它状态单元用来获取车速和横摆角速度；

所述线控转向控制器的输入端通过车载通讯线路连接转向电机转速传感器，线控转向控制器的输出端连接线控底盘集成控制器；

所述线控驱动控制器的输入端通过车载通讯线路连接左前轮轮速传感器、右前轮轮速传感器、左后轮轮速传感器、右后轮轮速传感器，线控驱动控制器的输出端连接线控底盘集成控制器；

所述线控制动控制器的输入端通过车载通讯线路连接左前轮制动电机转速传感器、右前轮制动电机转速传感器、左后轮制动电机转速传感器、右后轮制动电机转速传感器，线控制动控制器的输出端连接线控底盘集成控制器；

所述数字孪生诊断系统包括：初始模型搭建模块、修正参数确定模块、修正量确定模块、模型更新模块和故障诊断模块；

所述初始模型搭建模块，用于获取智能线控底盘系统初始状态参数和初始响应参数，进而构建智能线控底盘系统的初始孪生模型；

所述修正参数确定模块，用于获取智能线控底盘系统的目标响应参数及其对应的更新参数，计算各更新参数相对目标响应参数的灵敏度，将灵敏度满足预设要求的更新参数作为修正参数；

所述修正量确定模块，用于构建目标响应参数和修正参数之间的响应面模型，基于响应面模型来确定修正参数的修正值；

所述模型更新模块，用于利用所述修正参数的修正值对初始数字孪生模型进行更新处理，获得智能线控底盘系统的数字孪生模型；

所述故障诊断模块，用于利用数字孪生模型对智能线控底盘系统进行故障诊断。