基于卡爾曼濾波的汽車行駛姿態(tài)的研究.pdf

1、國(guó)外已經(jīng)開發(fā)了許多汽車主動(dòng)安全性控制系統(tǒng)，這些控制系統(tǒng)大多是針對(duì)表征汽車行駛姿態(tài)的一些關(guān)鍵變量進(jìn)行控制，而這些狀態(tài)變量通常很難用合理的成本直接測(cè)量，這給控制算法的實(shí)用性提出了挑戰(zhàn)。本文在汽車高速行駛時(shí)緊急避讓姿態(tài)的影響因素分析的基礎(chǔ)上，對(duì)狀態(tài)估計(jì)理論在汽車行駛姿態(tài)預(yù)估上的應(yīng)用進(jìn)行了研究。 首先結(jié)合汽車操縱動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型和MATLAB/SIMULINK軟件建立二、三和八自由度的整車動(dòng)力學(xué)仿真模型。針對(duì)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(duì)不同模型的仿真結(jié)果進(jìn)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(guān)系對(duì)仿真結(jié)果的影響。同時(shí)，以優(yōu)尼柯轎車作為樣車進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)和角階躍操縱穩(wěn)定性實(shí)車試驗(yàn)，對(duì)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(jìn)行驗(yàn)證。 然后基于驗(yàn)證的整車仿真模型進(jìn)行了汽車高速行駛時(shí)緊急避讓姿態(tài)的影響因素分析；討論汽車設(shè)計(jì)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(dòng)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(shè)置對(duì)表示汽車行駛姿態(tài)的廣義坐標(biāo)—橫擺角速度、質(zhì)心側(cè)偏角和車身側(cè)傾角的影響。同時(shí)討論了上述參數(shù)對(duì)非線性輪胎側(cè)偏力趨于飽和的危險(xiǎn)工況時(shí)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(jì)器預(yù)估橫擺角速度、質(zhì)心側(cè)偏角和車身側(cè)傾角?；凇澳g(shù)”公式建立雙線性輪胎模型對(duì)高速大轉(zhuǎn)角的“bicyclemodel”輪胎側(cè)偏力進(jìn)行修正，得到較之更準(zhǔn)確的結(jié)果。同時(shí)建立自適應(yīng)卡爾曼濾波器解決了卡爾曼濾波的