[发明专利]一种基于流场感知的汽车空气动力学套件主动控制系统

权利要求书

1.一种基于流场感知的汽车空气动力学套件主动控制系统，其特征在于：包括依次连接的信号采集模块、信号传输模块、主控模块、执行模块和套件模块，所述信号采集模块包括压力传感器阵列，在车辆前保险杠处以车辆中轴线为中心，向两侧等间距布置奇数个前压力传感器阵列，在车辆后保险杠相对应的位置处布置相同数量的后压力传感器阵列，所述的信号采集模块还包括速度传感器，布置在车辆的前后、上下和左右两侧，分别对阻力、升力和侧向力进行信号采集，所述的信号采集模块用于采集汽车表面处流场特征信号，并通过信号传输模块将信号传输到主控模块；所述的主控模块包括信号融合模块、信号滤波模块和信号处理模块，信号融合模块通过融合算法对信号采集模块所得到的信号进行融合处理，计算公式如下

P＝[(p_a1-p_b1),(p_a2-p_b2),......,(p_an-p_bn)]×[α₁,α₂,......,α_n]^T (1)

式(1)中，P为压强融合信号；p_an为前压力传感器阵列中第n个传感器所采集的信号；p_bn为后压力传感器阵列中第n个传感器所采集的信号；α_n为第n组传感器采集信号的权重，且n为传感器的数量，为大于1的奇数；

融合信号通过信号滤波模块对噪音信号进行处理后得到平滑信号，通过信号处理模块根据平滑信号对车辆周围流场环境和车辆状态进行判断，并输出判断信号，计算公式如下：

式(2)中，F为车辆所受阻力；P为压强融合信号；A为车辆正投影面积；λ和γ为车辆系数；

所述的信号融合模块内设有卡尔曼滤波算法；所述的判断信号通过信号传输模块传输至执行模块；所述主控模块通过传输的数据进行处理，对车辆周围流场环境和车辆状态进行判断，通过执行模块对套件模块进行驱动，所述的执行模块包括驱动模块和状态对比模块，其中驱动模块根据判断信号通过执行器对套件模块进行驱动，状态对比模块通过采集套件模块的状态信息，对驱动模块的运动进行反馈，最终使车辆达到空气动力学性能最优的状态。

2.根据权利要求1所述的基于流场感知的汽车空气动力学套件主动控制系统，其特征在于：所述的信号采集模块中所使用的压力传感器的测量精度不低于0.1％。

3.根据权利要求1所述的基于流场感知的汽车空气动力学套件主动控制系统，其特征在于：所述的信号传输模块包括无线传输和有线传输两种方式。

4.根据权利要求1所述的基于流场感知的汽车空气动力学套件主动控制系统，其特征在于：所述的主控制模块与执行模块之间采用CAN总线通讯方式，每个执行模块中设有节点控制器。

5.根据权利要求1所述的基于流场感知的汽车空气动力学套件主动控制系统，其特征在于：所述的驱动模块采用带有自锁功能的舵机，调节精度为0.2-1.0度。