导航传感器故障检测策略

　第36卷第7期　2002年7月

上海交通大学学报

JO U RN A L O F SHA N GHA I JIA O T O NG U N IV ERSIT Y

Vol.36No.7　J ul.2002　

收稿日期:2001-01-08

作者简介:徐力平(1956-),男,江苏溧阳人,博士生,主要从事导

航及控制研究.

文章编号:1006-2467(2002)07-0966-04

导航传感器故障检测策略

徐力平,　赵忠华,　张炎华

(上海交通大学信息检测技术及仪器系,上海200030)

摘　要:为了提高故障检测灵敏度,分析了通常的故障检测中难以兼顾虚警概率和漏检概率的原因和船舶组合导航系统故障检测过程中噪声与故障对检测量的影响.根据船舶组合导航系统故障检测的特点,提出了以模糊逻辑和指数加权平均处理检测量和阈值的故障检测策略,并用实船航行数据仿真.该策略对未知输入等干扰不敏感而对故障敏感,且可根据故障的大小自动调节检测时间的长短.对不易检测的小故障,自动延长检测时间以利用更多的信息从而提高检测的正确率;对于较大的故障,自动缩短检测时间从而减少检测延时和累积误差,起到了自适应检测时间窗的作用.关键词:故障检测;模糊逻辑;指数加权平均中图分类号:T P 18 文献标识码:A

Navigation Sensor Failure Detecting Tactic

X U L i -p ing ,　ZH A O Zhong -hua ,　ZH A N G Yan -hua

(Dept.of Infor matio n M easurement Technolog y and Instrument,

Shang hai Jiaotong Univ.,Shanghai 200030,China)

Abstract :A cer tain kind o f failure detecting tactic based on fuzzy log ic and ex ponent-weighted average w as brought forw ard in order to im pro ve failure detection w ith high noises.And sim ulation w as per for med w ith real stabilized gy rocompass readings dur ing a voy age.The failur e detection tactic is sensitivie to er-rors other than disturbance such as system's unknow n input .Fur thermo re ,the tactic may adjust the leng th o f detection time adaptively.When the erro r mag nitude is small and interm ixed with noises,the tactic incr eases the detectio n tim e to m ake use of mo re inform ation,w hich results in hig her pro bability of co rrect detection .When the erro r magnitude is big ger ,the tactic decreases the detection tim e ,consequent-ly the detecting delay is decreased and the erro r accumulatio n is r educed .Key words :failur e detection;fuzzy logic;ex ponent-w eig hted average

就检测过程看,影响检测正确性的原因是检测量无故障时的条件概率密度曲线与有故障时的条件概率密度曲线有交迭造成的.通常的检测方法是设定一个阈值,当检测量大于该阈值时判定为有故障;否则,判定为无故障.因而,若无故障时检测量落入大于该阈值的范围则出现虚警,若有故障时检测量落入小于该阈值的范围则导致漏检.

检测量无故障时的条件概率密度曲线与有故障时的条件概率密度曲线有部分交迭是由检测量中的噪声引起的.由于未知输入、海况等强干扰,导航系统中存在大幅度噪声使条件概率密度曲线交迭严重.检测量是由估计误差(E e )构成的.就未知输入等干扰噪声与故障造成的E e 的表现形式看,导航传感器本身的噪声一般为非平稳随机过程,其造成的E e 通常很小,无故障时出现的突出的大幅值E e 往往是未知输入及其他强干扰引起的,这些大幅值E e 通常不是连续出现的.而传感器发生故障时通常是连续

出现较大幅值的E e.另外,船舶导航系统允许甚至要求一些故障检测延时.

如果能使故障检测过程对未知输入等干扰噪声不敏感,但对故障敏感,则可进一步提高故障检测的灵敏度,有利于检测小幅值缓变故障.本文根据船舶组合导航系统故障检测的特点及干扰噪声和故障对E e的不同影响,提出了以模糊逻辑和指数加权平均处理检测量和阈值的故障检测策略,并用实船航行数据仿真.

1　故障检测策略

若检测量落在其无故障时的概率密度曲线与有故障时的概率密度曲线的交迭部分,则存在有、无故障两种可能,这正符合模糊逻辑的概念.Frank 等[1,2]就采用了模糊逻辑处理残差或阈值.

当检测量介于有、无故障之间时,若依据连续若干个检测周期的检测量判断有、无故障,则可增加用于判断有、无故障的信息,区分引起大幅值E e的原因,从而提高故障检测的正确率.采用多样本检验不能消除交迭,仅能在某种程度上减轻交迭.若能在某种程度上区分干扰与噪声,则可降低检测阈值,提高故障检测的灵敏度.Napolitano等[3]综合考虑了多次单样本检验的结果判定有无故障.该方法设置2个阈值T1和T2,T2≈20T1.当E e>T2时,立即判定为有故障;T1

该策略设置T1、T2两个阈值.T1的含义为,当检测量x k=T1时,系统介于有故障与无故障之间,即赋予该阈值对应的有故障的可能性为0.5;当x k>T1时,提示警告信息,启动故障警戒过程,首先用偏大型模糊隶属函数[4]

f k(x k)=

0x k≤c

1+a(d(x k-c)-b)-1x k>c

(1)

将x k映射到区间[0,1),并调节参数a,b,c,d,将大于T1的x k映射到(0.5,1)的开区间并使函数曲线符合需要,即将x k用模糊隶属函数进行归一化处理,并设当x k>T1时有故障的可能性介于0.5～1.这样映射也是根据舰船导航系统的故障检测忽略瞬时故障的要求,使偶发的故障不引起报警、切换,无论这个故障造成的E e有多大.然后将经式(1)交换后得到的时间序列f k(x k)指数加权平均[5]

X k=X k-1/2+f k(x k) X0=0(2)当有故障的可能性累积达到1时判定为有故障.

经过这样的处理后,所得X k介于0～2,并且,当x k连续大于T1时,一定能使X k>1,但无论E e有多大,至少出现2次较大的E e才能使X k> 1.因此,若当X k>1即判定为有故障,则至少已出现2次较大的E e.

T2是为解除故障警戒设置的.若以启动故障警戒过程后有故障的可能性的近乎连续小于0.25时,判定系统无故障或故障已消失,则设置T2<0.5.如果启动故障警戒过程后,无论是尚未达到X k≥1时,f k(x k)就下降到0.25以下,还是报警后f k(x k)下降到0.25以下,X k一定能下降到0.5以下.当X k< T2<0.5时,解除故障警戒,提示无故障或故障已消失,同时将X k清零,为下一次启动故障警戒过程做好准备.

采用指数加权平均,除了在处理含非平稳随机过程的时间序列x k时可提高信噪比外,更重要的是它起到了自适应检测时间窗的作用.当启动故障警戒过程后如此指数加权平均,则对大于0.5的f k(x k)序列,即序列x k>T1,x k越大,X k值上升到大于1所经时间越短;而对启动故障警戒过程后小于0.25的f k(x k)序列,x k越小,X k值下降到小于T2所经时间越短;对于在0.5附近的f k(x k)序列,即序列x k徘徊于T1附近,无论是x k>T1时X k值上升到大于1,还是x k

2　仿　真

利用离线训练神经网络作为在线状态估计器对故障检测策略进行仿真.首先用某船驶往某试验场的航行中平台罗经的一段数据(第1段数据)训练神

967

　第7期徐力平,等:导航传感器故障检测策略

经网络,然后用该船在试验场进行拉距试验的一段平台罗经数据(第2段数据),分别不加故障和人为设置平台罗经的3个读数(方位角、横摇角和纵摇角)于k=7　001～8　000发生0.000　1(k-7　000)2的缓变故障进行故障检测仿真.图1和图2分别为经训练后的神经网络对第2段数据无故障和人为设置故障时的E2e的曲线.表1为对应于图1的统计数字.设置T1为:方位增量0.12[(°)/次]2(因为船舶航行中方位角可能出现±360°的跳变,因此这里用方位角增量),横摇0.12(°)2,纵摇0.015(°)2.T1小于表1中对应的最大值

.

图1　无故障时估计误差

F ig.1　T he estimat ion er ro r w it ho ut

failure

图2　有故障时估计误差

Fig.2　T he estimation err or w ith failure 表1　第2段数据估计误差的统计数字

Tab.1　Statistics of the2nd section estimation error

参数

E2e/(°)2

均值标准差最大值

方位0.002　26010.014　749　00.445　201

横摇0.002　674　90.009　845　10.302　403

纵摇0.001　488　50.001　642　70.024　766

当未加入故障时,没有发生虚警.在3×10　980

次检测中,对方位增量的检测共发生41次,对横摇

的检测共发生11次,对纵摇的检测共发生16次提

示警告信息.尽管发生了几十次提示警告信息和启

动故障警戒过程,却未发生虚警,充分证明了该故障

检测策略可在不发生虚警的前提下减小检测阈值,

从而提高故障检测的灵敏度.

当加入上述故障时,对方位增量的检测于k=

7　342提示警告信息,于k=7　346判定有故障;对横

摇的检测于k=7　066提示警告信息,于k=7　069判

定有故障;对纵摇的检测于k=7　054提示警告信息,

于k=7　057判定有故障.三者均于k=8　001时恢复

正常.由于输出两个或多个导航定位参数的传感器

发生故障时,所有输出参数均出现故障,故只要检测

出一个参数有故障就判定该传感器有故障,结果是

k=7　057时检测出故障,累积误差为0.324　9°.

若每次检测采用N=3的多样本检验,除累积

误差略有增加外,由于N由1增至3,检验量的标准

差降至原来的1/3,减少了无故障与有故障的混

淆程度,这将使发生提示警告信息但未报警事件的

频率显著降低,总的效果将更好.事实上,无故障时,

在3×3　660次检测中,对方位增量的检测仅发生1

次提示警告信息,对横摇的检测未发生提示警告信

息,对纵摇的检测发生2次提示警告信息.加入上述968 上　海　交　通　大　学　学　报第36卷　

故障时,对方位角增量的检测于k =7　

342～7　

344的检测周期提示警告信息,于k =7　

351～7　

353的检测

周期判定有故障;对横摇角的检测于k =7　

066～

7　

068的检测周期提示警告信息,于k =7　

072～7　

074的检测周期判定有故障;对纵摇角的检测于k =

7　

054～7　

056的检测周期提示警告信息,于k =7　

060

～7　

062的检测周期判定有故障.三者均于k =8　

005

～8　

007的检测周期恢复正常.根据只要检测出一个参数有故障就可判定该传感器有故障的逻辑,结果

是k =7　

062时检测出故障,比每次检测用单样本检

验延后5个数据更新周期,累积误差为0.384　

4°,比单样本检验增加0.059　

5°.

另一方面,该故障检测策略对于检测阈值的选取范围较为宽松.以N =3为例,把T 1增加1/3时,提示警告信息、检测延迟时间、累积误差及故障消失后的提示信息延迟时间均未变;把T 1减小20%时,未出现虚警,而且提示警告信息、检测延迟时间、累积误差及故障消失后的提示信息延迟时间仍均未改变.

3　结　论

(1)采用模糊逻辑和指数加权平均的故障检测策略使得故障检测过程对未知输入等噪声不敏感,但对故障敏感,可以把阈值T 1设置为小于无故障时的最大检测量却不发生虚警,有利于检测信噪比较小情况下的小幅值缓变故障.

(2)这种故障检测策略起到了自适应检测时间窗的作用.当故障较明显时,检测时间短,累积误差小;当似乎有故障又无故障时检测时间长,增加用于

故障检测的信息,因而具有较高的检测精度.

(3)由于用偏大型模糊隶属函数处理检测量时,对大于阈值T 1的检测量大比例压缩,因而T 1可选择的范围较宽,这为实用提供了方便.

(4)若与样本个数较少的多样本检验结合则效果更好.

(5)该故障检测策略也可用于其他允许检测延迟的场合.参考文献:

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[2]　R aza H ,Io anno u P ,Y oussef H M .Surface failur e

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5:

3363-3368.

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用[M ].北京:机械工业出版社,1991.

[5]　蒋洪明,张　庆.动态测试理论与应用[M ].南京:东

南大学出版社,1998.

下期发表论文摘要预报

圆柱度表面形貌重构基准的提纯

洪迈生1,　李自军1,　李济顺2,　苏　恒1,　魏元雷1

(1.上海交通大学机械工程学院,上海200030;2.洛阳工学院机械工程系,洛阳471039)

摘　要:除零件截面的尺寸变化及截面的圆度形状误差外,截面间的相互位置同样是影响零件圆柱度形状误差大小的重要因素,因此可以把截面最小二乘圆心的位置作为圆柱度形状误差重构的基准点.由于随机误差的干扰以及截面最小二乘圆心的回转误差运动不具严格的周期性,导致了截面最小二乘圆心并不在某一确定位置上周期性复现.考虑到截面最小二乘圆心的误差运动仅和回转误差运动中的一阶谐波分量有关,提出了一种新的“二乘心提纯法”以获得重构基准,即利用回转误差运动中通常被忽略的一阶谐波分量进行零件圆柱度形状误差的重构.通过实测验证了该方法的有效性.

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　第7期

徐力平,等:导航传感器故障检测策略

1-88 富康爱丽舍氧传感器故障诊断

快 讯 INFO ’RAPID ZX （1） N0 88 东风雪铁龙服务备件部 DCAD/DPS 氧传感器故障诊断 2008年12月17日 该资料应分类留存在：富康、爱丽舍快讯夹子中 CE DOCUMENT EST A CLASSER DANS：LE CLASSEUR NOTE TECHNIQUE ET INFO RAPIDE ZX、Elysee 一、涉及车型： 装备 TU5JP4发动机的东风雪铁龙所有车型。 二、故障现象： 发动机故障灯亮，PROXIA 诊断为氧传感器故障，故障码为P0134、P0135等。 三、检查更换工艺： 氧传感器工作电路原理图 ，如下图 1、（拆下氧传感器插头）将数字万用表打到欧姆档，测量传感器加热（+）与加热（-）两端针脚。常 温下其阻值为2.5~4.5Ω；若电阻为无穷大（断路）则更换氧传感器。 2、（拆下氧传感器插头）测量与加热1＃脚连接的线束电压是否为12V；如供电电压不是12V，按车辆 电路图检查相关的供电电路。 3、启动发动机，怠速运行几分钟后通过PROXIA 读取氧传感器电压，检查电压是否在0.1V—0.9V 间 波动，若电压值无波动或波动异常（持续偏稀或偏浓）则进行下面的4、5项检查。 4、拆下氧传感器贴近耳朵轻轻摇动，如有异响说明内部的陶瓷探针可能破裂，需更换氧传感器。 5、 氧传感器柄部套下有通气孔,外界空气由此进入氧传感器的内腔,一旦油污或者其他沉积物进入氧 传感器内腔,或者堵塞了该通气孔,会使氧传感器的输出信号失真。检查头部通气孔是否堵塞，清理积碳堵塞物，然后装车。按 第3项重新检测，电压的波动值不正常则更换氧传感器。 注：实际测量以车辆电路图上信号脚为准。

宽带氧传感器的工作原理和常见故障的检查方法

宽带氧传感器的工作原理和常见故障的检查方法 发布时间: 2010-4-29 15:52 | 编辑: 汽车乐https://www.doczj.com/doc/e010864026.html, | 查看: 1067次来源: 网络 随着汽车尾气排放限值要求的不断提高，传统的开关型氧传感器已不能满足需要，取而代之的是控制精度更高的线性宽带氧传感器(Universal Exhaust Gas Oxygen Sensor，简称UEGO)。氧传感器闭环控制调节发动机燃烧室内的混合汽，以实现最佳的三元催化转换器运行，从而满足排放限值的要求。为此，氧传感器闭环控制的任务是确保废气空燃比始终处于催化转换器的最佳工作点。氧传感器闭环控制只改变所要喷射的燃油质量、燃烧室内的空气质量，也就是说汽缸充气和点火正时均不受影响，因此氧传感器是用来帮助确定废气中氧含量而反映实际工况中的空燃比。控制单元内的氧传感器闭环控制必须通过所提供的信号来对混合汽的成分做出相应调整，控制过程很大程度上取决于氧传感器的属性。 宽带氧传感器能够提供准确的空燃比反馈信号给ECU，从而ECU精确地控制喷油时间，使汽缸内混合汽浓度始终保持理论空燃比值。宽带氧传感器的使用提高了ECU的控制精度，最大限度地发挥了三元催化器的作用，优化了发动机的性能，并可节省大约15％的燃油消耗，更加有效地降低了有害气体的排放。 宽带氧传感器通过检测发动机尾气排放中的氧含量，并向电子控制单元(ECU)输送相应的电压信号，反映空气燃油混合比的稀浓。ECU根据氧传感器传送的实际混合汽浓稀反馈信号而相应调节喷油脉宽，使发动机运行在最佳空燃比(λ=1)状态，从而为催化转换器的尾气处理创造理想的条件。如果混合汽太浓(λ<1)，必须减少喷油量，如果混合汽太稀(λ>1)，则要增加喷油量。 现代汽车发动机管理系统中，安装在催化转换器前的宽带氧传感器，称作控制氧传感器，安装在三元催化器的上游位置，监测尾气中氧的浓度，并将信息反馈给控制单元，用于调节喷油量，从而实现发动机的闭环控制，改善发动机的燃烧性能并减少有害气体的排放。根据OBD-Ⅱ规定，现代汽车必须对三元催化转换器效率进行持续监控，为此配有诊断氧传感器，安装在催化转换器的下游端。通过比较催化转换器上游和下游的传感器信号，可以确定催化转换器的效率。主要原因是由于控制氧传感器因老化，其向ECU输送的电压信号曲线会发生偏移，诊断氧传感器会检测控制氧传感器是否仍然处于最佳工作状态，然后ECU 就可计算出矫正偏移所需的补偿量。 由于老化而造成工作性能变差的氧传感器，也会影响燃油经济性的指标。老化的氧传感器提供给DME的混合汽浓度信号存在误差，将使DME控制单元在可燃混合汽形成的控制产生偏差，而造成燃油消耗的增加。表1是博世公司所做的氧传感器对燃油经济性影响的明细表。 一、宽带型氧传感器的分类及基本构造 根据氧传感器的制造材料不同，宽带型氧传感器可分为以ZrO2为基体的固化电解质型和利用氧化物半导体电阻变化型两大类；根据传感器的结构不同，宽带型氧传感又可分为电池型、临界电流型及泵电池型。 宽带型氧传感器的基本控制原理就是以普通氧化锆型氧传感器为基础扩展而来。氧化锆型氧传感器有一特性，即当氧离子移动时会产生电动势。反之，若将电动势加在氧化锆组件上，即会造成氧离子的移动。根据此原理即可由发动机控制单元控制所想要的比例值。 构成宽带型氧传感器的组件有两个部分：一部分为感应室，另一部分是泵氧元。 感应室的一面与大气接触，而另一面是测试腔，通过扩散孔与排气接触，与普通氧化锆传感器一样，由于感应室两侧的氧含量不同而产生一个电动势。一般的氧化锆传感器将

称重传感器故障检测及原因分析

称重传感器故障检测及原因分析 一、概述 动态、静态电子秤大量使用的称重传感器为电阻应变式称重传感器。称重传感器由弹性体、应变计、检测电路三部分组成。 二、称重传感器的故障现象 因传感器故障造成称量系统故障的现象归纳起来主要表现为： 1.空载或称重过程中，显示数据不稳定、跳变。 2.零位漂移。 3.加载后无显示。 4.空载时显示数据过大，称重误差大。 5.称重后称无法回零。 6.重复性变差、线性、灵敏度差。 三、称重传感器故障常用检测方法 当计量系统出现故障现象后，我们可通过观察和仪表测量等方法，确定仪表无故障和秤体处于完好状态后，可做偏载测试以初步判断哪只传感器存在故障。 对传感器好坏的检测，我主要可以借助万用表其性能、技术参数进行测量，与生产厂家使用说明书提供及平时检修总结出来的技术数据进行对比，从而找出发生故障的传感器，具体的检测方法有： 1、阻抗判断法：切断工作电源，逐个将传感器的输出、输入线拆开，若用万用表测量输出、输入阻抗和信号电缆各芯与屏蔽层的绝缘性能（测量电阻值）下降，即可判断出该只传感器有故障。 1端和4端：激励工作电压输入端 2端和3端：重量毫伏电压信号输出端

测量方法：不加电的情况下， 1. 测量1、4端的电阻380Ω±5Ω 2. 测量2、3端的电阻为350Ω±3Ω 3. 测量1、2端，测量1、3端电阻应该相等，大约300Ω±3Ω 4．测量4、2端，测量4、3端电阻应该相等，大约300Ω±3Ω 注：电阻值根据具体的传感器大小可能不同；如果根据以上的测量方法得出的电阻大小不等，传感器多半损坏，应更换。 2、输出信号判断法： 有时传感器损坏，但阻抗并没有很大变化，果采用阻抗法无法检测出传感器的好坏，可采用此法作进一步地检测。给仪表送电后，逐个将传感器的输出线拆掉，需要注意的是在拆线过程中要特别小心操作以防触电，且不可将输出线与输入激励线短路，在空载情况下，用万用表直流mV档测其输出线的mV值。 假定额定激励电压为U（V），传感器的灵敏度为M（mV/V），传感器载荷重量为K（kg），传感器的额定容量为F（kg），则每只传感器输出电压应为：U×M×K/F （mV） 同一衡器同型号的传感器在无载荷情况下其输出mv值基本一致。若超出计算值或传感器的额定输出且输出不稳定，即可判断该只传感器有故障。

传感器的故障分类及其诊断方法

传感器的故障分类及其诊断方法 传感器故障主要包括：完全失效故障、固定偏差故障、漂移偏差故障和精度下降四类。 如图1所示 图1 传感器的故障类型 其中，失效故障是指传感器测量的突然失灵，测量值一直为某一常数;偏差故障主要是指传感器的测量值与真实值相差某一恒定常数的一类故障，从图中可见，有故障的测量与无故障的测量是平行的; 漂移故障是指传感器测量值与真实值的差值随时问的增加而发生化的一类故障; 精度下降是指传感器的测量能力变差，精度变低。精度等级降低时，测量的平均值并没有发生变化，而是测量的方差发生变化。 固定偏差故障和漂移故障都是不容易发现的故障，在故障发生的过程中会引起一系列的无法预计的问题，使控制系统长期不能正常发挥作用。 传感器的故障分类方式 1、按传感器故障程度分类 按传感器故障程度的大小可分为硬故障和软故障。 硬故障泛指结构损坏导致的故障，一般幅值较大，变化突然;软故障泛指特性的变异，幅值较小，变化缓慢。

硬故障也称完全故障，完全故障时测量值不随实际变化而变化，始终保持某一读数。通常这一恒定值一般是零或者最大读数。故障测量值大致是一条水平直线。 软故障包括数据偏差、漂移、精度等级下降等。软故障相对较小，难于被发现，因此，从某种意义上来讲，软故障危害比硬故障危害更大，其危害逐渐引起了人们的重视。 2、按故障存在的表现分类 按故障存在的表现可分为间歇性故障和永久性故障。 间歇性故障时好时坏;永久性故障失效后，不能再恢复正常。 3、根据故障发生、发展的进程分类 根据故障发生、发展的进程可分为突变故障和缓变故障。 突变故障信号变化速率大;缓变故障信号变化速率小。 4、按故障的原因分类 按故障原因可分为偏差故障，冲击故障，开路故障，漂移故障，短路故障，周期性干扰，非线性死区故障。 偏差故障的故障原因为：偏置电流或偏置电压等; 冲击故障的故障原因是：电源和地线中的随机干扰，浪涌、电火花放电， D/A变换器中的毛刺等; 开路故障的故障原因：信号线断、芯片管脚没连上等; 漂移故障的故障原因：温等; 短路故障的故障原因：污染引起的桥路腐蚀、线路短接等; 周期性干扰的故障原因：电源50 Hz干扰等; 非线性死区故障的故障原因：放大器饱和、含有非线性环节等。 另外，从建模、仿真的角度出发，可分为乘性故障和加性故障。对于偏置故障，在原信号上加上一个恒定或随机的小信号;对于冲击干扰，可在原信号上叠加一个脉冲信号;对于短路故障，信号接近于零;开路故障，信号接近传感器输出最大值;漂移故障，信号以某一速率偏移原信号;周期性干扰故障，原信号上叠加某一频率的信号。 传感器故障的诊断方法 从不同角度出发，故障诊断方法的分类不完全相同。现简单地将故障诊断方法分为：基于解析数学模型的方法和不依赖于数学模型的方法。

汽车导航系统的诊断与修复

学习情境4 汽车信息娱乐系统的诊断与修复 学习单元4.1 汽车导航系统的诊断与修复 学习要求 认识汽车导航系统的组成及工作原理，掌握汽车导航系统故障的的诊断与修复方法，能够排除汽车导航系统的故障。 随着汽车工业的发展，道路交通中“有路行不通”的问题越来越严重，同时，汽车在生疏地带行驶时，会迷失方向。为此，世界各国先后开发了各式各样的导向行驶系统，即汽车导航系统，如图4-1-1所示。汽车导航系统具有导航、防盗、调度、监测报警等功能。 图4-1-1 汽车导航系统 4.1.1汽车导航系统的认识 1．汽车导航系统的特点 （1）由于导航系统采用了检测精度高、工作稳定性较好的角速度传感器，能实现实时位置测定。 （2）装备CD—ROM只读存储器，采用声控进行导航，使系统具有自动检索功能。 （3）采用GPS（Global Positioning System）全球定位系统及先进的检测手段和传播技术，引入了具有自动修正车辆位置的地图匹配技术，实现了自动修正车辆位置的功能。 （4）导航系统正在实现与地面交通管理网络的联机，成为“汽车一道路一人一环境一交通管理”系统中的重要组成部分，加快了未来交通向智能化发展的速度。 2．汽车导航系统的功能 （1）具有路线检索功能 该系统可以实时获得汽车自身所在位置和目的地的坐标，以及全部行驶的直线距离、速度、时间及前进方向。还可以直接输入地名、经纬度、电话号码等进行路线检索，快捷地提供一条到达目的地的最佳路线。 （2）具有瞬时再检索功能

当最佳路线行不通时，系统可以进行瞬时自动再检索，重新提供出新的行车路线。因为该功能是在行驶中进行的，要求检索快速，所以CPU应具有高速运算能力。 （3）提供丰富的菜单和记录功能 为捡索方便，整个系统必须建立十分丰富的地名索引，可以用街道、胡同、门牌号数、电话号码检索。大约应记录1000万件住所地名，30万人口以上城市的电子地图应分十层表示。电话号码可根据不同局号、类别应记录l 100万件以上，还应留有用户自行设置电话号码的地址空间，供用户随时调用存取。 （4）可以新增兴趣点 由于城市处于不断的建设和发展中，新的建筑物和道路会不断增多，这就需要能够不断更新电子地图，可以将新的目标点或路线增加到电子地图上。这些新增的兴趣点与原有点一样，均可套用电子地图的各项功能。 （5）提供实时语音提示 为使驾驶员事先了解行驶中前方路面变化情况，系统应在适当时刻作出语音提示，一般道路在 300~700m之前，高速公路按当前行驶速度在2000m、1000m、500m之前，分别向驾驶员说明前方路面情况及可更改的方向、十字交叉路口名称、高速公路分支点、进出口、禁止左拐、禁止驶人的单行线等提示，同时可进行中英文两种语音切换。配备语音识别单元，可以实现语音检索，例如用会话形式呼出“××区××街道××胡同”，电子地图上立即显示出汽车位置、到达目的地的时间、前进方向等信息。 （6）提供交叉路口全画面的扩大图 系统通过开窗程序自动表示交叉路口全画面，扩大十字路口路周围建筑物和交通标志，这是汽车导航中的一项最主要功能。凡行驶在十字路口前300m处，高速公路进出口前300m处，系统自动显示扩大了的十字路口附近的全画面图，指示汽车位置、交叉点的名称、到交叉点的距离、拐弯后的道路名称及方向等。 （7）具有扩展功能 系统设有多种扩展接口，可以与交通管理部门、邮电部门、建筑部门的VICS、A TIS、IIS联网，以便及时了解路面车辆情况。 VICS专门收集和处理各方面交通信息和停车场空缺的信息，并不断生成新的信息，通过多路调频发射、一般道路上设置的远红外光标的发射和高速公路上设置的无线电波光标发射这三种手段提供道路实时交通信息，然后由VISC专用接收机接收，在电子地图上分三层显示，第一层用文字表示，第二层用图形表示，第三层用图形表示。地图画面上用红色和橙色线路的亮灭表示道路的堵塞和拥挤状况，用绿色线路表示通畅的路线。帮助行驶车辆回避堵塞和拥挤的路段，实现自动选择道路和无阻挡行驶。交通信息通信系统框图如图4-1-2所示。

氧传感器原理与检测方法

《汽车微电脑控制系统与故障检测》王忠良人民邮电出版社 氧浓度传感器 氧浓度传感器(又称氧传感器)是发动机电子控制系统中一个重要的传感器，其作用就是把排气中氧的浓度转换为电压信号，微电脑根据氧浓度传感器输入的信号判断混合气的浓度，进而修正喷油量，最终将缸内混合气的浓度控制在理想空燃比14．7附近。 现代汽车为了降低发动机排气中的有害成分(CO、HC、NO X等)的含量，在排气管中安装了三元催化转换装置。三元催化转换装置内有三元催化剂(常用的是铂、钯、铑)，三元催化剂能促使排气中的有害成分进行化学反应，可使CO氧化为CO2，使HC氧化为CO2和H2O，将NOx还原为N2。但是，只有当发动机在14．7空燃比附近的一个很小范围内运转时，三元催化剂才能同时促进氧化、还原反应，三元催化转换装置的转换效率才最高，排气中有害物质的含量才最低。因此，现代汽车中均安装了氧传感器。 氧传感器的数量因车而异，有的发动机只有一个氧传感器：有的双排气管发动机在左、右排气管上各安装一个氧传感器，这样该系统就有两个氧传感器，即左氧传感器和右氧传感器；也有的双排气管发动机在每个排气管的三元催化转换装置前、后各安装一个氧传感器(分别叫主、副氧传感器)，这样该系统共有4个氧传感器，即左主氧传感器、左副氧传感器、右主氧传感器以及右副氧传感器。氧传感器安装在排气管中排气消音器的前面。 一、氧传感器的结构与工作原理 氧传感器根据内部敏感材料的不同分为氧化锆式(也称锆管式)和氧化钛式两种。 1．氧化锆式氧传感器 氧化锆式氧传感器是目前应用最多的氧传感器，它主要由锆管、电极等组成，如图1—42 图l—42 氧化锆式氧传感器的结构 氧化锆式氧传感器内部的敏感元件是二氧化锆(ZrO2)固体电解质。在二氧化锆固体电解质粉末中添加少量的添加剂并烧制成管状，便称为锆管。紧贴锆管内、外表面的是作为锆管内、外电极的铂膜，内、外电极通过电极引线与传感器的线束插接器相连。锆管的内电极与外界大气相通，外电极与排气管内的排气相通。为防止发动机排出的废气腐蚀外层的铂电极，在外层铂电极表面都覆盖着一层多孔性的陶瓷层。 作为锆管外电极的金属铂的另一个重要作用是催化作用，对排气中(尤其是外电极铂膜附近)的一氧化碳(CO)和氧气(O2)起催化作用，使其反应生成二氧化碳(CO2)，其化学反应式为： 2CO+O2? ?→ ?催化剂2CO2 这种催化作用尽可能多地使浓混合气燃烧后排放废气中的低浓度氧气(O2)和高浓度一氧化碳(CO)发生化学反应(甚至可使氧气全部参加反应)。这样既减少了废气中一氧化碳

氧传感器故障诊断

氧传感器的常见故障 一、汽车氧传感器的结构与工作原理 目前，实际应用的氧传感器有氧化锆式氧传感器和氧化钛式氧传感器两种。在使用三效催化转化器降低排放污染的发动机上，氧传感器是必不可少的。三效催化转化器安装在排气管的中段，它能净化排气中CO、HC和NOx三种主要的有害成分，但只在混合气的空燃比处于接近理论空燃比的一个窄小范围内，三效催化转化器才能有效地起到净化作用。故在排气管中插入氧传感器，借检测废气中的氧浓度测定空燃比。并将其转换成电压信号或电阻信号，反馈给ECU。ECU控制空燃比收敛于理论值。而常见的氧传感器又有单引线、双引线和三根引线之分，；单引线的为氧化锆式氧传感器；双引线的为氧化钛式氧传感器；三根引线的为加热型氧化锆式氧传感器，原则上三种引线方式的氧传感器是不能替代使用的。其中应用最多的是氧化锆式氧传感器。 （1）氧化锆式氧传感器 氧化锆式氧传感器的基本元件是氧化锆陶瓷管（固体电解质），亦称锆管。 锆管固定在带有安装螺纹的固定套中，内外表面均覆盖着一层多孔性的铅膜，其内表面与大气接触，外表面与废气接触。氧传感器的接线端有一个金属护套，其上开有一个用于锆管内腔与大气相通的孔；电线将锆管内表面铂极经绝缘套从此接线端引出。 氧化锆在温度超过300℃后，才能进行正常工作。早期使用的氧传感器*排气加热，这种传感器必须在发动机起动运转数分钟后才能开始工作，它只有一根接线与ECU相连。现在，大部分汽车使用带加热器的氧传感器，这种传感器内有一个电加热元件，可在发动机起动后的20-30s内迅速将氧传感器加热至工作温度。 它有三根接线，一根接ECU，另外两根分别接地和电源。 锆管的陶瓷体是多孔的，渗入其中的氧气，在温度较高时发生电离。由于锆管内、外侧氧含量不一致存在浓差，因而氧离子从大气侧向排气一侧扩散，

氧传感器的工作原理与检测方法

氧传感器的工作原理与检测方法!!! 氧传感器安装在发动机的排气管上，位于三效催化转化器之前，用于测量废气中的氧含 量。如果废气中的氧含量高，说明混合气偏稀，氧传感器将这一信息输入发动机电控单元 （ECU），ECU 指令喷油器增加喷油量；如果废气中的氧含量低，说明混合气偏浓，ECU 指 令喷油器减少喷油量，从而帮助ECU 把混合气的空燃比控制在理论值（14.7）附近。因此， 氧传感器相当于一个混合气的浓度开关，它是电喷发动机实行闭环控制不可缺少的重要部 件。 1 氧传感器是一种热敏电压型传感器 氧传感器间接地反映进入气缸中混合气的浓度，这种信息是以波动的电压传递给电控单 元（ECU）的，因此判断氧传感器性能的主要方法是检测氧传感器输出的信号电压值及其波 动的范围和波动的频率。另一方面，发动机只有达到一定的温度才能激活氧传感器。因此， 检测氧传感器前，必须对发动机充分预热，在氧传感器达到正常工作温度300℃~350℃以后

才能进行检测，在此之前，氧传感器的电阻大，如同开路，氧传感器不产生任何电压信号； 若发动机的排气温度超过800℃，氧传感器的控制也将中断。 目前有的车型采用主、副2 个氧传感器，主氧传感器（在前）通常带有加热器，副氧传 感器不带加热器，要依*废气预热，温度超过300℃才能正常工作。对于加热型氧传感器， 其加热电阻的阻值一般为5Ω~7Ω。如果加热电阻被烧蚀（电阻为无穷大），氧传感器很难快 速达到正常的工作温度，此时应当更换氧传感器。 2 氧传感器的故障确认采取“时域判定法” 所谓“时域判定法”，是指某传感器的输出信号是否在一定的时间内发生变化以及变化的 范围、频率是否符合标准值，如果不发生这种变化，自诊断系统即确认其有故障。 氧传感器提供的信号电压标准为0.1 V ~1.0V，并且在这个范围内快速波动，其波动频率 标准为30 次/min。当氧传感器输出的信号电压在0.1 V ~0.3V 之间波动时，ECU 判定为混合 气偏稀；当氧传感器的信号电压在0.6 V ~0.9V 之间波动时，ECU 判定为混合气偏浓；当信 号电压为0.45V 左右时属最佳。如果氧传感器在一定的时间内没有

自动站雨量传感器常见故障现象分析与处理

自动站雨量传感器常见故障现象分析与处理 摘要：通过分析自动气象站常见故障产生的原因，提出在工作中的正确处理方法。 关键词：雨量传感器故障分析处理 1、引言 目前，克拉玛依市自动站大部分都分布在沙漠腹地，自动站雨量传感器长期在野外使用，因其特殊结构而使其更容易受环境污染造成各种故障，轻者使降水记录比实际滞后，严重的造成降水记录缺测。依据克拉玛依市自动气象站多年来的运行情况，发现降水记录的准确性和完整性，很大程度上取决于雨量传感器的运行状态。本文以SL3-1型雨量传感器为例，就雨量传感器常见故障进行分析与探讨一些常用处理方法。 2、工作原理 SL3-1型雨量传感器由集水器、漏斗、过滤网、计数翻斗、调节螺丝、磁钢、电路板、传输电缆等组成。测量过程中，降水由集水器汇集，通过过滤网过滤，经小漏斗流入计数翻斗内，当翻斗承积的水量达到一定数量时翻斗翻动，另一半翻斗开始装水，通过翻斗翻动带动磁钢移动，磁钢经过电路板上的干簧管时，使干簧管接点因磁化而闭合，送出一个电路导通脉冲，相当于0.1mm降雨量，离开时干簧管又断开。这样周而复始对降水进行计数。 3、故障现象分析与处理 3.1 有降水时降水无记录 这种现象常见故障主要有集水器堵塞水流下不去、小漏斗堵塞、磁钢失效、干簧管损坏、翻斗不翻、通讯线路接触不良或中断。 处理方法：首先检查集水器中有无积水，如有则先取下过滤网进行清洗，用细铁丝疏通漏水孔；无积水，则应检查传感器的数据线有没有因清洗仪器时没接上或是没有连接到位；如果正常，则取下集水器，检查小斗有无积水，如有则同上取下过滤网清洗，用铁丝疏通漏水孔；无则检查漏斗内是否有水，如有水则用手轻轻翻动翻斗，检查翻斗是否翻动灵活，看是否有记录，如有记录且翻动次数与记录一次，则说明正常。如翻斗翻动不灵活，则取下漏斗，检查刀口是否变形，如有变形则更换，再检查V形槽是否有异物，如有则用清水清洗干净并擦干。检查V形槽是否变形，如变形则更换。 以上检查无问题则继续检查。先检查电缆是否接插牢固，再检查电缆是否断路。具体方法是用万用表量取干簧管两脚是否有5伏特电压，如无电压，则检查电缆插头是否接触良好，再检查雨量传感器端电缆电压，如无再检查采集器降水通信口是否有电压，正常则说明电缆有问题，先检查接头是否接好，排除后检查电缆是否破损或断路。如有则说明正常。再检查磁钢与干簧管是否正常，先拔下电缆插头，用手捏住磁钢，使磁钢与干簧管对其，用万用表电阻档量取干簧管两脚，如接通说明是好的，再翻动翻斗看接通次数与翻动次数一致，如有漏接通，则调整磁钢位置反复测试直到正常。如仍无效，则更换磁钢也可以用一磁铁试一下，检查干簧管是否正常，即把磁铁在干簧管前来回移动，看干簧管接通是否正常，如不正常则更换。 3.2 降水记录滞后 这种现象主要由于集水器或小漏斗被堵塞，造成降水流入翻斗较慢，雨较大

氧传感器的检测

氧传感器的检测 1、结构和工作原理 在使用三效催化转化器降低排放污染的发动机上，氧传感器是必不可少的。三效催化转化器安装在排气管的中段，它能净化排气中CO、HC和NOx三种主要的有害成分，但只在混合气的空燃比处于接近理论空燃比的一个窄小范围内，三效催化转化器才能有效地起到净化作用。故在排气管中插入氧传感器，借检测废气中的氧浓度测定空燃比。并将其转换成电压信号或电阻信号，反馈给ECU。ECU控制空燃比收敛于理论值。 目前使用的氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两种，其中应用最多的是氧化锆式氧传感器。 （1）氧化锆式氧传感器 氧化锆式氧传感器的基 本元件是氧化锆陶瓷管（固体电解 质），亦称锆管（图 1）。锆管固定 在带有安装螺纹的固定套中，内外表 面均覆盖着一层多孔性的铅膜，其内 表面与大气接触，外表面与废气接触。 氧传感器的接线端有一个金属护套， 其上开有一个用于锆管内腔与大气相 通的孔；电线将锆管内表面铂极经绝 缘套从此接线端引出。 氧化锆在温度超过300℃后，才能进行 正常工作。早期使用的氧传感器靠排 气加热，这种传感器必须在发动机起 动运转数分钟后才能开始工作，它只 有一根接线与ECU相连（图 2（a））。 现在，大部分汽车使用带加热器的氧 传感器（图 2（b）），这种传感器内 有一个电加热元件，可在发动机起动 后的20-30s内迅速将氧传感器加热至 工作温度。它有三根接线，一根接ECU， 另外两根分别接地和电源。 锆管的陶瓷体是多孔的，渗入其中的氧 气，在温度较高时发生电离。由于锆管内、外侧氧 含量不一致，存在浓差，因而氧离子从大气侧向排 气一侧扩散，从而使锆管成为一个微电池，在两铂 极间产生电压（图 3）。当混合气的实际空燃比小 于理论空燃比，即发动机以较浓的混合气运转时， 排气中氧含量少，但CO、HC、H2等较多。这些气 体在锆管外表面的铅催化作用下与氧发生反应，将 耗尽排气中残余的氧，使锆管外表面氧气浓度变为 零，这就使得锆管内、外侧氧浓差加大，两铅极间

导航传感器故障检测策略

第36卷第7期　2002年7月 上海交通大学学报 JO U RN A L O F SHA N GHA I JIA O T O NG U N IV ERSIT Y Vol.36No.7　J ul.2002　 收稿日期:2001-01-08 作者简介:徐力平(1956-),男,江苏溧阳人,博士生,主要从事导 航及控制研究. 文章编号:1006-2467(2002)07-0966-04 导航传感器故障检测策略 徐力平,　赵忠华,　张炎华 (上海交通大学信息检测技术及仪器系,上海200030) 摘　要:为了提高故障检测灵敏度,分析了通常的故障检测中难以兼顾虚警概率和漏检概率的原因和船舶组合导航系统故障检测过程中噪声与故障对检测量的影响.根据船舶组合导航系统故障检测的特点,提出了以模糊逻辑和指数加权平均处理检测量和阈值的故障检测策略,并用实船航行数据仿真.该策略对未知输入等干扰不敏感而对故障敏感,且可根据故障的大小自动调节检测时间的长短.对不易检测的小故障,自动延长检测时间以利用更多的信息从而提高检测的正确率;对于较大的故障,自动缩短检测时间从而减少检测延时和累积误差,起到了自适应检测时间窗的作用.关键词:故障检测;模糊逻辑;指数加权平均中图分类号:T P 18 文献标识码:A Navigation Sensor Failure Detecting Tactic X U L i -p ing ,　ZH A O Zhong -hua ,　ZH A N G Yan -hua (Dept.of Infor matio n M easurement Technolog y and Instrument, Shang hai Jiaotong Univ.,Shanghai 200030,China) Abstract :A cer tain kind o f failure detecting tactic based on fuzzy log ic and ex ponent-weighted average w as brought forw ard in order to im pro ve failure detection w ith high noises.And sim ulation w as per for med w ith real stabilized gy rocompass readings dur ing a voy age.The failur e detection tactic is sensitivie to er-rors other than disturbance such as system's unknow n input .Fur thermo re ,the tactic may adjust the leng th o f detection time adaptively.When the erro r mag nitude is small and interm ixed with noises,the tactic incr eases the detectio n tim e to m ake use of mo re inform ation,w hich results in hig her pro bability of co rrect detection .When the erro r magnitude is big ger ,the tactic decreases the detection tim e ,consequent-ly the detecting delay is decreased and the erro r accumulatio n is r educed .Key words :failur e detection;fuzzy logic;ex ponent-w eig hted average 就检测过程看,影响检测正确性的原因是检测量无故障时的条件概率密度曲线与有故障时的条件概率密度曲线有交迭造成的.通常的检测方法是设定一个阈值,当检测量大于该阈值时判定为有故障;否则,判定为无故障.因而,若无故障时检测量落入大于该阈值的范围则出现虚警,若有故障时检测量落入小于该阈值的范围则导致漏检. 检测量无故障时的条件概率密度曲线与有故障时的条件概率密度曲线有部分交迭是由检测量中的噪声引起的.由于未知输入、海况等强干扰,导航系统中存在大幅度噪声使条件概率密度曲线交迭严重.检测量是由估计误差(E e )构成的.就未知输入等干扰噪声与故障造成的E e 的表现形式看,导航传感器本身的噪声一般为非平稳随机过程,其造成的E e 通常很小,无故障时出现的突出的大幅值E e 往往是未知输入及其他强干扰引起的,这些大幅值E e 通常不是连续出现的.而传感器发生故障时通常是连续

氧传感器的工作原理及检测方法

氧传感器的工作原理及检测方法 ?氧含量分析仪装置在发起机的排气管上，位于三效催化转化器之前，用于丈量废气中的氧含量。假如废气中的氧含量高，阐明混合气偏稀，氧传感器将这一信息输入发起机电控单元（ECU），ECU 指令喷油器增加喷油量；假如废气中的氧含量低，阐明混合气偏浓，ECU 指令喷油器减少喷油量，从而协助ECU 把混合气的空燃比控制在理论值（14.7）左近。因而，氧传感器相当于一个混合气的浓度开关，它是电喷发起机实行闭环控制不可短少的重要部件。 1、氧含量分析仪是一种热敏电压型传感器氧含量分析仪间接地反映进入气缸中混合气的浓度，这种信息是以动摇的电压传送给电控单元（ECU）的，因而判别氧传感器性能的主要办法是检测氧传感器输出的信号电压值及其动摇的范围和动摇的频率。另一方面，发起机只要到达的温度才干激活氧传感器。 ?因而，检测氧传感器前，需对发起机充沛预热，在氧传感器到达正常工作温度300℃~350℃以后才干停止检测，在此之前，无锡徽科特氧传感器的电阻大，好像开路，氧传感器不产生电压信号；若发起机的排气温度超800℃，氧传感器的控制也将中缀。目前有的车型采用主、副2 个氧传感器，主氧传感器（在前）通常带有加热器，副氧传感器不带加热器，要依*废气预热，温度超300℃才干正常工作。关于加热型氧传感器，其加热电阻的阻值普通为 5Ω~7Ω。假如加热电阻被烧蚀（电阻为无量大），氧传感器很难到达正常的工作温度，此时应当改换氧传感器。 2、徽科特氧含量分析仪的毛病确认采取时域断定法所谓时域断定法，是指某传感器的输出信号能否在时间内发作变化以及变化的范围、频率能否契

浅谈氧传感器的故障分析与诊断

浅谈氧传感器的故障分析与诊断 默认分类 2008-03-29 10:42 阅读464 评论4 字号：大中小 作者：王和平 时间：2007年6月2日 [摘要] 本文首先阐述了氧传感器在电控发动机排放控制中的重要性，然后介绍了氧传感器的种类及影响氧传感器的因素。接着结合氧传感器的波形对氧传感器的技术状况进行了分析，并列举出了故障实例。 主题词：氧传感器、空燃比、氧传感器的故障诊断 论文主题： 1、氧传感器在电控发动机排放控制中的重要性 在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上，氧传感器是必不可少的元件。由于混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比，三元催化器对CO、HC和NOX的净化能力将急剧下降，故在排气管中安装氧传感器，用以检测排气中氧的浓度，并向ECU发出反馈信号，再由ECU控制喷油器喷油量的增减，从而 将混合气的空燃比控制在理论值附近。 2、氧传感器的种类及氧传感器在汽车上安装的重要性 目前，实际应用的氧传感器有氧化锆式氧传感器和氧化钛式氧传感器两种。而常见的氧传感器又有单引线、双引线、三引线及四引线之分，；单引线的为氧化锆式氧传感器；双引线的为氧化钛式氧传感器； 三引线和四引线的为加热型氧化锆式氧传感器，原则上四种引线方式的氧传感器是不能替代使用的。 氧传感器一旦出现故障，将使电子燃油喷射系统的电脑不能得到排气管中氧浓度的信息，因而不能对空燃比进行反馈控制，会使发动机油耗和排气污染增加，发动机出现怠速不稳、缺火、喘振等故障现象。 因此，必须及时的排除故障或更换。 空燃比对排气中碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）的含量有很大影响，在空燃比低于14.7：1时，HC及CO含量降低；如果空燃比高于14.7：1时，HC及CO含量迅速上升。但是，降低空燃比会导致燃烧温度升高，排气中的氮氧化合物（NOX）升高。所以，理想的空燃比应在接近14.7：1的很小范围内。另外三元催化转化器的转化效率只有在空气系数为1的很小范围内最高。如图1所示 三元催化转化器对发动机的排放控制具有极其重要的意义。没有三元催化转化器就不可能满足欧洲排放法规。第二代车载故障诊断系统(OBD-Ⅱ) 具1有对三元催化转化器进行故障诊断的功能。

发动机电控系统传感器故障诊断与检测_毕业论文

职业技术学院 毕业论文 题目：发动机电控系统传感器故障诊断与检测 系部现代制造工程系 专业名称汽车运用技术专业 班级汽车1092班 姓名明辉 学号 200911661 指导教师凯 2011年9月22日

发动机电控系统传感器故障诊断与检测 摘要 发动机电控系统传感器在汽车上的运用越显突出，对汽车的性能有着重要的影响。本文就十种常见的传感器的结构及工作原理进行了介绍与分析，并列举出一些相关的数据作为参考，对部分常见传感器故障进行了故障诊断与分析，并且介绍了一些检测方法。通过对这些传感器的结构、工作原理和故障的分析，总结出这些传感器在工作时是否需要加电、能量是如何转换的，以及寻找故障的技巧和排除方法。 关键词：发动机；电控系统;传感器; 故障诊断

The Engine Electricity Controls System to Spread the Feeling Machine Fault Diagnosis and Examination Abstract Author:Yang Ming-hui Tutor:Zhao Kai The engine electricity controls system to spread feeling machine to more show overhang in the usage on the autocar and have the important impact on the performance of autocar.This text carried on introduction and analysis for ten kinds of structures and operate priniple that familiarly spread a feeling machine and was juxtaposed to enumerate some related datas as references and familiarly spread a feeling machine to carry on fault diagnosis and analysis to the fraction, and introduced some examination methods.Pass vs these structures that spread a feeling machine and work the analysis of priniple and fault, tally up these spread a feeling machine in the working hours whether needs to apply electricity, energy is how to convert, and look for the skill and removal method of fault. Keywords:Engine; The electricity controls system; Spread a feeling machine; The fault diagnoses

基于AR模型参数的导航系统故障检测

基于AR 模型参数的导航系统故障检测 金天，丁东方，丛丽 （北京航空航天大学电子信息工程学院，北京100191） 摘要：为了解决导航系统中小幅值突变故障难以检测的问题，提出了一种基于AR 模型参数的故障检测算法。该方法利用AR 模型参数变化来进行实时故障检测。文中通过仿真实验，完成了对该算法性能的分析验证。结果表明，该算法能够有效的进行故障诊断，不仅对大的突变故障具有良好的检测效果，对小幅值突变故障也有较好的检测效果。关键词：AR 模型；参数；故障检测；导航系统中图分类号：V240.2 文献标识码：A 文章编号：1674－6236（2014）15-0168-03 Navigation system failure detection based on AR model parameters JIN Tian ，DING Dong 鄄fang ，CONG Li （School of Electronic and Information Engineering ，Beihang University ，Beijing 100191，China ） Abstract:In order to solve the navigation system failure is difficult to detect small amplitude mutation problem ，we propose a model based on AR Parameter fault detection algorithms.The method uses the AR model parameters for real 鄄time fault detection.Text through simulation experiments completed analysis of the performance of the algorithm validation.The results show that the algorithm can effectively carry out fault diagnosis ，not only for large mutations detected fault has a good effect on the value of mutations fault has slightly better detection results.Key words:AR mode ；parameter ；fault detection ；navigation system 收稿日期：2013-09-27 稿件编号：201309212 基金项目：国家自然科学基金资助项目（61101077） 作者简介：金天（1981—），男，上海人，副教授。研究方向：卫星导航、无线电导航、组合导航技术、软件无线电和软件接收机技术。 随着导航技术的发展，系统的可靠性成为普遍关注的研究热点，为了保证系统的可靠性，必须对系统进行实时的故障检测和隔离（FDI ）。70年代开始，很多学者对FDI 进行了研究，其中应用较为广泛的是基于模型的FDI 方法[1-4]，该方法通过设置一定的观测器来检测系统是否存在故障，比较有代表意义的是3δ检验和残差χ2检验，然而两种算法对一些大的突变故障具有良好的检测效果，但对一些小于10δ的小幅值突变故障检测效果不是太理想[5-6]。为此，鉴于两种检测存在的问题，文中提出了一种利用AR 模型参数变化来进行故障诊断的算法，其模型简单，计算量小，工程中也便于实现，同时它不仅对大的突变故障具有良好的检测效果，对一些小于10δ的小幅值突变故障也有较好的检测效果。 1AR 模型参数估计原理 对于时间序列{X t }t =1，2，…N ，AR （n ）模型的表达式为 X t =准1X t -1+准2X t -2+…+准n X t -n +a t ，a t ~NID （0，σ2a ）（1） 参数估计方法就是按照一定的方法估计出准1，准2，…准n ，这n 个参数，其中n 为AR 模型的阶数。a t 为均值为0，方差为σ2a 的白噪声。AR 模型参数估计一般采用最小二乘算法进行精估计[7-8]。 由于GPS 伪距新息数据是连续的时间序列，可以进行AR 建模，当其连续的时间序列中某些数据发生故障时，将改 变系统的动态特性从而影响伪距新息序列的特性，使得其不再具有白噪声特性，均值不再为零，另外其方差阵也将偏离滤波理论值，从而导致AR 模型参数发生变化，因此可以利用 AR 模型参数的变化进行这类系统的故障检测，即这类系统 的故障检测问题就转化为如何尽可能快地检测AR 模型参数的改变。 2基于AR 模型参数变化的导航系统故障检测模型 基于AR 模型参数变化的导航系统故障检测模型如图2 所示。 其基本思路为：确定AR 模型阶数为n ，时间序列个数为 m ，可得到n 个参数分别为准1，准2，…准n ，。利用N 组GPS 正常 电子设计工程 Electronic Design Engineering 第22卷Vol.22第15期No.152014年8月Aug.2014 图1 仿真系统模型框图 Fig.1 The simulation diagram of the system model －168－