基于卡爾曼濾波的半掛汽車列車狀態(tài)估計.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟總量的不斷增長，我國的高速公路網(wǎng)絡(luò)將不斷地延伸。同時，再加上國家對“甩掛運輸”的大力推廣，半掛汽車列車在國家經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮的作用日益凸顯，其保有量也將攀升到一個新的高度。但是，半掛汽車列車質(zhì)心高，載重量大和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其發(fā)生交通事故的損失巨大。半掛汽車列車主動安全控制系統(tǒng)的應(yīng)用是減少交通事故的一大創(chuàng)舉，國外廠商已經(jīng)開發(fā)出了一些主動安全控制系統(tǒng)，并已實現(xiàn)商用化了。而我國對此也只是停留在理論研究上，其中的一大難題——半掛汽車列車狀

2、態(tài)信息的實時獲取還未解決。國外對此技術(shù)是保密的，而國內(nèi)只了解其很多信息是通過估算獲取的。因此，對半掛汽車列車狀態(tài)估計的研究是極具研究價值的，它能為我國將來半掛汽車列車主動安全控制系統(tǒng)自主開發(fā)提供一些參考價值。
　　首先，參閱了國內(nèi)外關(guān)于汽車狀態(tài)信息估計研究的相關(guān)文獻，本文提出了基于卡爾曼濾波算法的半掛汽車列車部分狀態(tài)信息（半掛牽引車橫擺角速度、質(zhì)心側(cè)偏角和折疊角速度以及折疊角估計）估計。
　　其次，深入研究了狀態(tài)估計理論和卡

3、爾曼濾波算法理論，同時掌握了成功運用卡爾曼濾波算法的方法。為了說明半掛汽車列車基于卡爾曼濾波算法進行狀態(tài)估計的可行性，還介紹了卡爾曼濾波在狀態(tài)估計中的成功應(yīng)用事例，特別是在汽車狀態(tài)估計中的應(yīng)用。
　　接著，詳細研究了半掛汽車列車的結(jié)構(gòu)特點，并為研究目的建立了三自由度半掛汽車列車模型，同時還建立了虛擬半掛汽車列車模型進行虛擬試驗，驗證了所建立的三自由半掛汽車列車數(shù)學模型的正確性。
　　最后，設(shè)計了半掛汽車列車狀態(tài)估計器，并還比

4、較了兩種方式建立的狀態(tài)估計器。然后通過基于TruckSim和Matlab/Simulink的聯(lián)合仿真試驗驗證了基于卡爾曼濾波算法的半掛汽車列車狀態(tài)估計器的估計良好估計效果，同時還分析了影響卡爾曼濾波狀態(tài)估計精度的因素。
　　本文基于卡爾曼濾波算法對半掛汽車列車部分狀態(tài)進行估計，其中有半掛牽引車質(zhì)心橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角、半掛汽車列車折疊角速度以及折疊角，最后通過聯(lián)合仿真試驗驗證了采用的估計算法所設(shè)計的估計器的有效性，為我國半掛汽車