[发明专利]一种矿用电动四驱车控制系统中的车速测算方法

说明书

本发明涉及提供一种矿用电动四驱车控制系统中的车速测算方法，通过加速度传感器和倾角传感器给出的加速度和角度数据通过自适应滤波算法完成数据降噪，再通过时域积分算法计算出整车的车速，并结合车辆四个电动轮原有的转速对系统误差进行抑制，最终输出稳定、平滑、高精度的速度数据。提高了车辆运行的稳定性和效率，节约了车辆控制设备的开发成本，对于车辆的自动化控制起到关键作用。

技术领域

本发明涉及车辆安全技术领域，尤其涉及一种矿用电动四驱车控制系统中的车速测算方法。

背景技术

当前我国国民经济正处在迅速发展的时期，对于能源需求量一直在进一步的扩大，煤炭作为我国的几大能源之一，其主要地位仍然难以动摇。在对煤炭以及采煤设备的运输目前依靠的是大吨量级的矿用电动车辆。其中车辆速度是控制车辆稳定性中的一个很重要的参数。在车辆控制系统中，车速也是一个重要的控制变量。若车辆在一些恶劣工况下运行，有时就会发生滑转现象使轮胎转速急剧增加，进而就会发生车辆失控，使车辆周围的人处于危险境地，最后导致一些不必要的后果。通过车速和轮速，可以很方便地计算出车辆的实时滑移率，进而实现电动四驱车辆的最优转矩分配避免车辆发生滑移。因此，需要有一个便于实施、精度良好、可靠性高的方法测量车辆速度，并且对提高车辆安全行驶，有效减少车辆事故具有重要的意义。

发明内容

本发明为了解决上述提到的问题，提供了一种矿用电动四驱车控制系统中的车速测算方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种矿用电动四驱车控制系统中的车速测算方法，包括：

采集矿用电动四驱车运行中的车辆加速数据；其中，所述车辆加速数据包括车辆加速度及加速度在三维空间中的角度；

通过自适应滤波算法对采集的车辆加速数据进行滤波降噪的数据处理；

将数据处理后的车辆加速数据进行数据融合，完成速度解算，更新电动四驱车的姿态和速度信息；

输出电动四驱车的四个牵引电机的转速，实现对系统误差抑制，并输出车速信息。

其中，车辆加速数据通过倾角传感器和加速度计采集；利用倾角传感器得到的俯仰角通过三角函数关系，去除加速度的重力分量，将其转换为沿路面坡度方向的加速度。

其中，在通过自适应滤波算法对采集的车辆加速数据进行滤波降噪的数据处理的步骤中，引入运动判断条件阈值，判断车辆加速数据的数据变化情况；当相邻数据采集点采集的车辆加速数据变化大于预设运动判断条件阈值时，采用灵敏度优先原则，增大自适应滤波算法的滤波系数，使滤波值及时跟进；当相邻数据采集点采集的车辆加速数据变化小于预设运动判断条件阈值时，采用平稳度优先原则，减小滤波系数，让滤波值趋于平稳。

其中，自适应滤波算法的公式表示为：

Y(n)=m*X(n)+(1-m)*Y(n-1) （1）

其中，X(n)为采样输入值，Y(n)为滤波输出值，m为大于0且小于1的滤波系数，其大小决定了滤波平滑的程度；

Δ(n-1)=Y(n)-Y(n-1)Δa （2）

m(n-1)=k0*(1-Δa/Δ(n-1)) （3）

其中，Δ(n-1)为本次滤波输出值与上次滤波输出值的差；Δa为判定运动状态的条件阈值，由静止状态时候的标准偏差求解；k0为初始滤波参数；

当公式（2）成立时，采用灵敏度优先原则，反之，采用平稳度优先原则。

本发明与现有技术相比，本发明的电动四驱车控制系统中的车速观测算法可以作用于大多数矿用运输设备，结合工况要求和现有条件，并且在80T支架搬运车上得到了论证，弥补了机械设计的缺陷，节约了车辆成本，且该计算方法参数可调，可根据工况等做进一步调整以达到预期效果，具有很大的灵活性和可操作性。

附图说明