[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

说明书

本发明公开了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，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；本发明通过数字孪生技术生成线控底盘装置的数字孪生系统，利用数据驱动的方法，使数字孪生系统与线控底盘物理实体运行一致，实现了线控底盘装置和数字孪生系统的数据的实时交互。

技术领域

本发明属于线控底盘故障诊断技术领域，具体指代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。

背景技术

如今，随着汽车智能化、电动化的发展，线控技术受到广泛青睐。与传统底盘采用机械和液压系统控制，线控底盘技术具有操纵精度高等优势，但线控底盘主要通过电池、电机、传感器、控制器、电线等电气部件对车辆进行控制，一旦电能不足或电气部件出现故障，线控底盘系统的可控性将大大降低甚至出现系统失控的情况，出现严重的安全隐患，而且汽车行驶环境复杂，影响线控底盘系统安全的因素繁多且复杂。因此，保障线控底盘的安全性，对线控底盘的故障及时预测和诊断尤为重要。

线控底盘故障诊断和预警的现有技术主要包括零部件冗余和传感器实时监控。中国实用新型专利申请号为CN201820257676.2，专利名称为“用于车辆部件的基于云的实时预测性维护的设备及系统”中提出了通过传感器获得对应部件的寿命决定因素，将其传输至云计算中心，当云计算中心确定部件中的任意值接近某寿命终点，则发出警告，实现对车辆部件寿命进行预测性维护。该专利未考虑传感器故障导致监测不准确的状况和非寿命决定因素对车辆部件寿命的影响，存在预测结果区分度、精确性不足的缺点。零部件冗余虽然在一定程度上保证了线控底盘系统的安全性，但同时也增加了线控底盘系统结构的复杂程度和生产成本。

数字孪生技术的发展为解决线控底盘安全问题提供了新思路，数字孪生技术在数字空间创建物理实体对象的仿真数字模型，通过实体对象的实时监测信息动态地更新数字模型，通过实体与数字孪生模型的数据交互完成故障的预测、评估和诊断。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供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，以解决现有技术中难以通过传感器实时信息对车辆线控底盘故障进行精确诊断以及零部件冗余设计的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种数字孪生驱动的智能线控底盘系统，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；三者均采用断机械连接的形式，根据控制指令直接完成相应的转向、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。

进一步地，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。