[发明专利]一种数字孪生驱动的智能线控底盘系统及其故障诊断方法

权利要求书

1.一种数字孪生驱动的智能线控底盘系统，其特征在于，包括：线控底盘装置，线控底盘数字孪生系统和云平台；所述云平台分别与线控底盘装置和线控底盘数字孪生系统通过通信网络方式数据连接；

所述线控底盘装置包括：线控转向系统、线控制动系统及线控驱动系统；三者根据控制指令完成相应的转向、制动和驱动动作；

所述线控底盘数字孪生系统，用于构建线控底盘装置的三维物理模型，并生成线控底盘装置的数据映射；其包括：与线控底盘装置对应的线控转向系统物理模型、线控制动系统物理模型、线控驱动系统物理模型及线控底盘数字孪生数据库；

所述云平台包含：存储库、计算分析系统；

所述存储库用于对线控底盘装置和线控底盘数字孪生系统的数据进行存储；计算分析系统用于获得并分析线控底盘装置及线控底盘数字孪生系统的状态，实时更新线控底盘数字孪生系统的数据，并采用深度学习方法建立线控底盘故障数据库；

所述线控转向系统物理模型、线控制动系统物理模型、线控驱动系统物理模型分别为线控底盘装置中线控转向系统、线控制动系统和线控驱动系统的拟合模型；所述线控底盘数字孪生数据库包括：孪生底盘几何数据库、孪生底盘属性数据库、孪生底盘动态数据库、孪生底盘仿真数据库、孪生底盘算法数据库、标准数据库、历史关联数据库；

所述孪生底盘几何数据库包括：线控转向系统物理模型、线控制动系统物理模型和线控驱动系统物理模型中各构件的形状、尺寸及装配关系数据；

所述孪生底盘属性数据库包括：线控转向系统物理模型、线控制动系统物理模型和线控驱动系统物理模型中的动力学参数和耦合特征数据；动力学参数包括力、扭矩、位移、速度、加速度；耦合特征数据包括线控转向系统、线控制动系统和线控驱动系统中两个及两个以上系统之间产生耦合的动力学参数；

所述孪生底盘动态数据库包括：性能退化数据、交通环境参数；所述性能退化数据包括基于有限元分析方法得到的齿轮齿条转向器和制动减速器的疲劳数据与强度数据、各电机永磁体损耗数据，以及基于数学统计方法得到的各电机轴承磨损和退化数据；所述交通环境参数为线控底盘数字孪生系统在各个工况下运行时的采集的各类实时参数，包括交通信号灯信息、车道线信息、车流量信息、交通指示牌信息；

所述孪生底盘仿真数据库包括：线控底盘数字孪生系统运行过程中的分析数据、扰动数据；分析数据为线控底盘数字孪生系统运行仿真产生的结果数据，包括但不限于方向盘、车轮、各电机、制动和加速踏板的相关参数；扰动数据包括传感器采集过程中的噪声；

所述孪生底盘算法数据库包括：线控底盘数字孪生系统建立和仿真分析过程涉及的各类算法数据；用于根据实际车辆线控底盘装置的转向、制动、驱动操作动作，实现线控底盘数字孪生系统中对应虚拟工况的设置；

所述标准数据包括：线控底盘生产标准数据、线控底盘行业标准数据；用于判断线控底盘数字孪生数据库内的数据是否满足相关标准，若不满足则向云平台发送警报；

所述历史关联数据库包括：线控底盘数字孪生系统的全部历史运行数据，并定期上传至云平台。

2.根据权利要求1所述的数字孪生驱动的智能线控底盘系统，其特征在于，所述孪生底盘几何数据库和孪生底盘属性数据库中数据从线控转向系统物理模型、线控制动系统物理模型、线控驱动系统物理模型中直接获得；所述孪生底盘动态数据库、孪生底盘仿真数据库和历史关联数据库中的数据在线控底盘数字孪生系统实时运行时产生并自动存储；所述孪生底盘算法数据库和标准数据库中数据为预先存储的离线数据。

3.根据权利要求1所述的数字孪生驱动的智能线控底盘系统，其特征在于，所述存储库中的数据包括：线控底盘数字孪生数据库、线控底盘装置几何数据库和动态运行数据库；所述线控底盘装置几何数据库包括线控底盘装置中各构件的材料、性能、尺寸和装配关系数据；所述动态运行数据库包括线控底盘装置运行时传感器采集的实时数据。