基于卡爾曼濾波的汽車行駛姿態(tài)的研究.pdf

1、國外已經(jīng)開發(fā)了許多汽車主動安全性控制系統(tǒng)，這些控制系統(tǒng)大多是針對表征汽車行駛姿態(tài)的一些關鍵變量進行控制，而這些狀態(tài)變量通常很難用合理的成本直接測量，這給控制算法的實用性提出了挑戰(zhàn)。本文在汽車高速行駛時緊急避讓姿態(tài)的影響因素分析的基礎上，對狀態(tài)估計理論在汽車行駛姿態(tài)預估上的應用進行了研究。 首先結(jié)合汽車操縱動力學數(shù)學模型和MATLAB/SIMULINK軟件建立二、三和八自由度的整車動力學仿真模型。針對不同的使用參數(shù)，包括車速、前輪

2、轉(zhuǎn)角和路面摩擦系數(shù)，對不同模型的仿真結(jié)果進行比較分析，說明了輪胎的側(cè)偏角和側(cè)偏力之間存在的非線性關系對仿真結(jié)果的影響。同時，以優(yōu)尼柯轎車作為樣車進行了穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)和角階躍操縱穩(wěn)定性實車試驗，對考慮車身側(cè)傾、輪胎非線性和橫向質(zhì)量轉(zhuǎn)移的軸側(cè)偏三自由度模型進行驗證。 然后基于驗證的整車仿真模型進行了汽車高速行駛時緊急避讓姿態(tài)的影響因素分析；討論汽車設計參數(shù)，包括后輪側(cè)傾不足轉(zhuǎn)向、質(zhì)心前后位置、軸距、轉(zhuǎn)動慣量、側(cè)傾阻尼、側(cè)傾剛度和質(zhì)心到側(cè)傾

3、軸側(cè)傾中心距以及車輪外傾角的設置對表示汽車行駛姿態(tài)的廣義坐標—橫擺角速度、質(zhì)心側(cè)偏角和車身側(cè)傾角的影響。同時討論了上述參數(shù)對非線性輪胎側(cè)偏力趨于飽和的危險工況時汽車行駛姿態(tài)的影響。 最后在SIMULINK環(huán)境下構(gòu)建卡爾曼濾波估計器預估橫擺角速度、質(zhì)心側(cè)偏角和車身側(cè)傾角?；凇澳g”公式建立雙線性輪胎模型對高速大轉(zhuǎn)角的“bicyclemodel”輪胎側(cè)偏力進行修正，得到較之更準確的結(jié)果。同時建立自適應卡爾曼濾波器解決了卡爾曼濾波的