基于制動特性的路面附著狀態(tài)識別研究.pdf

1、隨著汽車產(chǎn)量以及人均汽車保有量的日益增長，道路安全已成為人們?nèi)找骊P注的焦點，也使汽車主動安全控制技術成為研究的熱點。汽車制動防抱死控制系統(tǒng)（ABS）、牽引力控制系統(tǒng)（TCS）、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）、底盤電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（ESP）等汽車主動安全系統(tǒng)多需要在獲取汽車當前狀態(tài)參數(shù)的基礎上來實現(xiàn)控制，而其中路面附著系數(shù)和附著狀態(tài)的測量或估計尤為重要。目前，路面附著系數(shù)的最基本的獲取方法是通過各類物理傳感器進行測量，但這種方法的測量實時性

2、、準確性和傳感器價格限制了其汽車上的量產(chǎn)化應用。另一種方法，就是基于汽車動力學特性的狀態(tài)估計方法，如基于驅(qū)動特性、制動特性或者轉(zhuǎn)向特性等。而本文主要是開展了基于制動特性的路面附著狀態(tài)估計研究，主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）研究了國內(nèi)外對路面附著系數(shù)估計的研究現(xiàn)狀，建立了三自由度車輛模型以及輪胎模型，并對其準確性和精度進行了驗證分析?；诳柭鼮V波和非線性卡爾曼濾波器EKF的原理和對比分析，提出了基于非線性卡爾曼濾波器 EKF的汽車

3、狀態(tài)觀測器的路面附著狀態(tài)估計方法，并在Matlab環(huán)境下的進行了算法實現(xiàn)。
　?。?）建立了基于非線性卡爾曼濾波器EKF的汽車狀態(tài)觀測器，搭建基于Carsim-Simulink聯(lián)合仿真下的狀態(tài)估計模型，對汽車行駛時的狀態(tài)量橫擺角速度、質(zhì)心側(cè)偏角、以及縱向車速進行了在線估計，并分別采用非制動工況、制動工況以及差動制動工況下進行了聯(lián)合仿真分析，驗證汽車狀態(tài)參數(shù)估計方法的有效性。
　?。?）基于模糊控制原理，對濾波器中的觀測噪聲采

4、用模糊化處理，建立了基于狀態(tài)參數(shù)估計的EKF濾波器，與狀態(tài)觀測器的聯(lián)合運算，實現(xiàn)對路面附著系數(shù)和附著狀態(tài)的估計；基于Carsim平臺，對不同仿真工況和不同的附著系數(shù)路面，進行了路面附著狀態(tài)估計算法的有效性和合理性驗證。
　　總之，基于制動特性的路面附著狀態(tài)估計方法研究可以適用于所有基于制動力控制的汽車主動安全控制系統(tǒng)。本文的研究方法以首先估計獲取汽車狀態(tài)參數(shù)為基礎,采用擴展卡爾曼濾波理論，提出了路面附著狀態(tài)的估計識別算法，最后，基