期刊检索

  • 2024年第56卷
  • 2023年第55卷
  • 2022年第54卷
  • 2021年第53卷
  • 2020年第52卷
  • 2019年第51卷
  • 2018年第50卷
  • 2017年第49卷
  • 2016年第48卷
  • 2015年第47卷
  • 2014年第46卷
  • 2013年第45卷
  • 2012年第44卷
  • 2011年第43卷
  • 2010年第42卷
  • 第1期
  • 第2期

主管单位 中华人民共和国
工业和信息化部
主办单位 哈尔滨工业大学 主编 李隆球 国际刊号ISSN 0367-6234 国内刊号CN 23-1235/T

期刊网站二维码
微信公众号二维码
引用本文:邬明宇,杜永昌,尹航,吕靖成,牛东杰,张秋华,危银涛.车辆IMU软测量技术精度分析[J].哈尔滨工业大学学报,2022,54(1):14.DOI:10.11918/202101055
WU Mingyu,DU Yongchang,YIN Hang,Lü Jingcheng,NIU Dongjie,ZHANG Qiuhua,WEI Yintao.Accuracy analysis of vehicle IMU soft sensing technology[J].Journal of Harbin Institute of Technology,2022,54(1):14.DOI:10.11918/202101055
【打印本页】   【HTML】   【下载PDF全文】   查看/发表评论  下载PDF阅读器  关闭
过刊浏览    高级检索
本文已被:浏览 1082次   下载 866 本文二维码信息
码上扫一扫!
分享到: 微信 更多
车辆IMU软测量技术精度分析
邬明宇1,杜永昌1,尹航1,吕靖成1,牛东杰1,张秋华2,危银涛1
(1.清华大学 车辆与运载学院,北京100084;2.哈尔滨工业大学 航天科学与力学系,哈尔滨 150090)
摘要:
为节约半主动悬架电气架构和电子控制单元(ECU)的开发流程,提出一种新的半主动悬架传感器布置方案,并给出最佳惯性测量单元(IMU)安装位置。建立通过IMU信号解算4个簧上位置加速度的精确与完备公式,选择合适的角转动次序和参考系来保证解算方法的正确性;利用最优化理论及偏导数方法结合不同的悬架权重研究传感器安装位置对软测量精度的影响,并给出了有约束条件下的最优安装位置。实验结果表明:新提出的传感器布置方案及运动学解算方法可以很好地预测4个簧上位置处的垂向加速度,并具有较高的稳定性,但是安装在不同位置处的解算精度差异较大;通过最优化理论得出的有约束最佳安装理论位置的实验结果与理论符合(均方根误差约为0.6 m·s-2),相比于其他安装位置,最佳安装位置处的实验结果对不同工况均具有较高的稳定性及测量精度;相比于水平安装位置,IMU的垂向位置对最终的解算结果和精度有较大的影响。采用数形结合思想给出了一个IMU安装位置误差等值椭球面,用该椭球面可以较为清楚直观地对安装位置进行分析。
关键词:  惯性测量单元IMU  半主动悬架  软测量技术  敏感性分析  姿态运动学
DOI:10.11918/202101055
分类号:U461.1
文献标识码:A
基金项目:国家自然科学基金(52003142)
Accuracy analysis of vehicle IMU soft sensing technology
WU Mingyu1,DU Yongchang1,YIN Hang1,Lü Jingcheng1,NIU Dongjie1,ZHANG Qiuhua2,WEI Yintao1
(1.School of Vehicle and Mobility, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 2. Department of Aerospace Science and Mechanics, Harbin Institute of Technology, Harbin 150090, China)
Abstract:
To save the semi-active suspension electrical architecture and ECU development process, a new semi-active suspension sensor layout scheme is proposed, and the optimal IMU installation position is given. An accurate and complete formula for calculating the acceleration of four sprung positions by IMU signal is established. The proper angular rotation order and reference frame are selected to ensure the correctness of the method. The influence of sensor mounting position on soft sensing accuracy is given by using optimization theory and partial derivative method combined with different suspension weights, and the optimal mounting position with constraints is given. The experimental results show that the new sensor arrangement scheme and kinematics solution method can well predict the vertical acceleration of four sprung positions and have high stability, but the solution accuracy of different positions is quite different. The experimental results of the constrained optimal installation position obtained by the optimization theory are consistent with the theory (the root mean square error is about 0.6 m·s-2). Compared with other installation positions, the experimental results of the optimal installation position have higher stability and measurement accuracy for different working conditions. Compared with the horizontal installation position, the vertical position of IMU has a greater impact on the final solution results and accuracy. An equivalent error ellipsoid of IMU installation position is given with combination of quantities and spatial forms, which can analyze the installation position more clearly and intuitively.
Key words:  inertial measurement unit  semi-active suspension  soft sensor technique  sensitivity analysis  attitude kinematic

友情链接LINKS