基于轮胎侧偏刚度变化率的车辆质心侧偏角融合估计算法

针对车辆在高速紧急避让工况下质心侧偏角难以直接测量的问题,提出一种基于轮胎侧偏刚度变化率的质心侧偏角融合估计算法。在车辆二自由度动力学模型的基础上,提出一种轮胎侧偏刚度估计方法,构建基于改进扩展卡尔曼滤波的质心侧偏角估计算法。根据质心侧偏角和车辆纵向、侧向加速度的关系,构建基于积分法的质心侧偏角估计算法;结合两种估计算法的特点,采用轮胎侧偏刚度的一阶微分表征车辆的非线性程度,设计了一种适用于不同车辆动态特性及路面条件的融合估计算法。Carsim/Simulink联合仿真结果表明,该融合估计算法在不同的车辆动态特性和不同路面条件下具有良好的估计精度和实时性,对传感器信号的噪声、误差鲁棒性强。     

车辆质心侧偏角估计算法设计与对比分析

车辆质心侧偏角是描述车辆侧向运动状态的重要变量之一,同时也很难准确估计.为此设计了基于运动学的直接积分法,基于扩展卡尔曼滤波的质心侧偏角估计算法和基于广义龙贝格观测器的质心侧偏角估计算法.对信号引入一定强度的噪声,通过多种典型工况对质心侧偏角估计算法进行调试与验证,分析不同算法的特点和工况适应性.直接积分法在长时间尺度下无可用性,但在极限工况下能较为快速地描述质心侧偏角变化趋势;卡尔曼滤波算法整体估计效果较好,但在一些动态工况存在估计偏差,且多为高估;龙贝格观测器算法在大部分工况都能获得良好效果,但在某些情况下存在估计偏差,且多为低估.     

基于非线性观测器的车辆质心侧偏角估计

本文中提出了利用非线性状态空间观测器测量车辆质心侧偏角(VBSSA)的方法。本文首先建立一个非线性双轨模型,并用实验来验证模型的精度。然后通过将这个模型的实时估计的状态矢量进行线性化,推导出一种线性化观测器。结果表明该方法能够比较精确的对车体侧偏角进行估计。     

基于支持向量机的车辆质心侧偏角估计

针对动力学建模方法对车辆质心侧偏角进行估计所面临的路面附着系数和车辆参数无法准确获取等缺点,基于统计学理论中的支持向量机对车辆质心侧偏角估计展开研究。选择方向盘转角、车辆速度、横摆角速度和侧向加速度作为支持向量机的特征向量。在Carsim仿真平台设计了20组典型车辆操纵试验作为训练样本得到预测模型,通过2组变附着系数路面上的操稳性试验对模型进行了验证。研究结果表明:支持向量机可以有效实现对不同附着路面上车辆质心侧偏角的估计,达到了较高的估计精度,即使车辆发生大侧偏现象使轮胎进入侧偏角-侧偏力曲线的非线性域,该方法仍能够实现质心侧偏角的准确估计,估计的绝对误差不超过1.42°,从而为车辆主动安全控制提供了参考。     

基于无迹粒子滤波的车辆质心侧偏角估计方法

针对轮毂电机驱动车辆行驶状态参数获取困难的问题,提出了一种基于无迹粒子滤波的质心侧偏角估计方法。以采集的低成本普通车载传感器信息和驾驶信号作为输入信息,在构建非线性三自由度车辆模型基础上,建立了车辆行驶状态参数估计方程,设计了质心侧偏角无迹粒子滤波估计器。利用Matlab/Simulink和Adams进行了联合仿真实验。结果表明：该估计方法具有可行性,在不同工况下均具有良好的质心侧偏角估计效果。     

基于多信息融合的汽车质心侧偏角估算

车辆稳定性控制系统因为其良好的主动安全性已经在汽车上广泛采用。对于汽车稳定性控制系统而言,横摆角速度和质心侧偏角是判断汽车运行情况的两个主要参考量。其中,车辆的横摆角速度可以通过横摆角速度传感器经过卡尔曼滤波直接得到,而质心侧偏角则必须通过估算得到。基于二自由度汽车动力学模型建立了一种车辆质心侧偏角估算器,该估算器包括基于车辆模型的卡尔曼滤波算法和动力学积分算法。在质心侧偏角较小的情况下,可认为轮胎的侧偏特性处于线性区域,故采用基于车辆模型的卡尔曼滤波算法,当质心侧偏角较大的情况下,切换为动力学积分算法。最后在Vedyna软件下搭建了该估算器的仿真平台,通过多工况的仿真,仿真结果表明该估算器可以准确估算车辆的质心侧偏角。     

基于遗传粒子滤波的轮毂驱动电动汽车质心侧偏角估计方法

质心侧偏角估计是汽车稳定性控制系统中的关键技术.为了解决现有估计方法对轮毂驱动电动汽车信息利用不充分、估计精度低的问题,提出一种基于遗传粒子滤波(GPF)的轮毂驱动电动汽车质心侧偏角估计方法.利用魔术轮胎公式,融合轮毂驱动电动汽车车轮上驱动与制动力矩信息,建立非线性车辆动力学模型,实现轮胎纵向力与侧向力计算,完成质心侧偏角估计器的搭建.针对车辆动力学模型的强非线性及传统粒子滤波算法粒子退化、计算量大的问题,设计适用于强非线性系统并且能够有效抑制退化、减小计算量的遗传粒子滤波算法对质心侧偏角进行估计.仿真结果表明:所提出的估计方法能够提高质心侧偏角的估计精度和鲁棒性.     

质心侧偏角相图在车辆ESC系统稳定性控制的应用

通过车辆七自由度模型和Uni-tire轮胎模型,对车辆质心侧偏角相图稳定区域边界进行研究,得到边界随车速及路面摩擦因数变化的关系. 建立了基于质心侧偏角相图稳定区域的车辆电子稳定性控制系统控制方法. 通过与基于理想横摆角速度的控制方法进行比较,文中确定的质心侧偏角稳定区域边界能够对车辆稳定性控制效果进行评价,也能够对车辆轨迹进行跟随.      

基于模糊滑模观测器与传感器信号积分可拓融合的车辆质心侧偏角估计

车辆质心侧偏角对于车辆横向稳定状态判断具有重要作用,对质心侧偏角的高估或低估都会对稳定性控制系统产生影响. 针对目前质心侧偏角估计方法仍具有较大误差且实用性不强,提出了以降低观测误差及提高估计系统实用性为目标的方法,构建了鲁棒性较强的模糊二阶滑模观测器计算质心侧偏角观测值,同时采用惯性测量单元信号计算质心侧偏角积分值. 之后分析了两种估计方法的优缺点,对质心侧偏角观测估计值与传感器信号积分估计值进行可拓融合,以实现采用传感器信号估计对观测值进行修正. 最后通过Simulink/TruckSim仿真、硬件在环仿真,进行了质心侧偏角估计方法的验证. 在实车定圆加速测试工况中以控制效果论证了所提出方法的有效性. 研究表明所提出方法能够准确反映实际质心侧偏角状态,并且可靠性、实用性均较佳.      

极限行驶条件下车辆质心侧偏角观测器设计

用非线性车辆模型线性化方法,设计了基于广义卡尔曼滤波器和广义龙贝格观测器的质心侧偏角估计算法.给出考虑了轮胎非线性特性的扩展二自由度车辆模型,用非线性最小二乘法拟合轮胎模型的参数;分析非线性模型的能观性,并通过局部线性化方法,将非线性模型在当前状态处线性化,并得到近似的线性模型;设计了广义卡尔曼滤波器和线性化龙贝格观测器,并证明观测器的稳定性;最后,通过典型的操纵稳定性试验,验证算法的有效性.极限行驶工况下采用非线性模型线性化的方法,能获得更高的估计精度.     

采用双天线GPS/INS系统的汽车侧偏角和轮胎侧偏刚度估测法

介绍了测姿原理,分析了采用单天线GPS/INS组合测量方式的运动学卡尔曼滤波器在车辆侧倾和传感器发生漂移时存在的加速度偏差测量的延时问题,提出了直接测量车辆侧倾角和传感器漂移的双天线GPS/INS测量方法,并利用该测量方法对车辆和轮胎的侧偏角以及轮胎的侧偏刚度进行了估测.测试结果表明:采用双天线GPS方法测量的侧偏角和...     

基于模型的轮胎参数估计方法

利用汽车ABS轮速传感器信号,在建立轮胎滚动的纵向力模型的基础上,运用最小二乘法等算法对轮胎半径和纵向刚度进行估计,并通过线性仿真进行进一步验证,由此来监测轮胎压力的变化情况,为间接TPMS的研究提供了一种较好的方法.     

多功能嵌入式汽车侧滑检测智能仪表

针对汽车侧滑试验台的应用工况，提出检测智能仪表应具备的功能和主要技术指标。设计了一种新型多功能嵌入式侧滑检测仪表，并给出其工作原理、硬件构成和系统软件设计方法。它具有数据采集、处理和故障诊断等功能，能够单机手动、自动以及与上位机通讯运行。应用表明，该仪表具有可靠性高、成本低、通用性强等特点，能实现仪表、上位机、主控机显示和报表打印的一致性。     

基于两级滤波的车辆相对加速度估计

针对智能交通中汽车防追尾碰撞预警技术难以准确获取车辆间相对加速度,从而影响预警准确性的不足,提出了一种基于两级卡尔曼滤波的相对加速度估计方法.首先建立准确描述车辆间相对加速度变化的车辆相对运动模型,利用卡尔曼滤波递推方法初步估计出相对加速度值.然后进一步结合相对速度信息,利用第二级卡尔曼滤波估计相对加速度的误差,对初步估计的相对加速度值进行修正,从而获取较为准确的相对加速度信息.实车试验结果表明,该方法的准确性和可靠性好,加速度估计误差小于0.5 m/s2.     

基于锥角计算的Phong混合反射模型反射参数估算

针对Phong混合反射模型中漫反射和镜面反射比例难以估算问题,提出一种实用的镜面反射系数及高光指数的估算方法。首先,采用边缘检测与链码跟踪相结合的方法,精确确定可观察到镜面反射的区域的轮廓范围;再利用基于朗伯体反射模型的SFS方法,得到由于存在镜面反射而形成的亮斑的边缘点梯度值,并计算出表示可观察到镜面反射的区域的锥角大小;最后,利用合成图像找出不同镜面反射系数下高光指数与锥角间的关系式,从而实现高光指数的估算。仿真结果表明,该方法能够有效提高SFS的重构精度及普适性。     

基于归一化轮胎模型的路面附着系数观测

针对已有的最大路面附着系数观测算法存在收敛速度不够快以及观测精度不够高的问题,提出一种新型的基于归一化轮胎模型理论的路面附着系数观测算法。该算法通过引进归一化轮胎模型,提出基于滑移斜率(slip-slope)的参考路面附着曲线识别算法,并据此开发了一种基于线性插值的最大路面附着系数观测方法,同时引入了回归最小二次算法(RLS)方法对观测结果实时进行数据后处理。仿真分析表明,该算法能准确识别路面附着系数,可使观测精度提高约30%,同时能有效提高识别的收敛速度。     

基于实验数据的爆胎预测模型

在对实验数据进行统计分析的基础上,利用多元回归原理并借助SPSS软件,建立了侧向加速度、横摆角速度和转向横拉杆力与胎压、车速的回归方程,并验证了模型的可行性.对车辆实际爆胎工况的预测分析表明,预测结果能较好地反映各参数与车速以及胎压之间的关系.     

基于角度模型的机器人驱动系统参数辨识

针对直流电动机驱动的轮式机器人,提出一种根据机器人轮子编码器读数辨识机器人驱动系统参数的算法,并与传统的根据速度输出来辨识机器人参数的方法进行了比较.仿真计算证明:根据编码器数据辨识有更好的精度及抗干扰能力.     

基于汽车运动学模型的航迹发生器设计与仿真

分析了汽车运动的特点,对不同坐标系中的姿态向量进行转换,建立了汽车运动学模型.分析了常用航迹发生器原理,结合汽车运动学模型和航迹推算原理,提出了一个新的车辆的航迹发生器,可以提供载体车辆在各个时刻的过程参数,对典型的汽车动作进行模拟,对惯性元器件,包括陀螺仪和加速度计进行了仿真,最后对整个组合导航系统进行性能测试,证明...     

基于单线模型的交通车载电子地图

针对车载导航系统的需要,提出了一种基于单线模式的车载电子地图模型。该模型采用分层管理,对核心的路网结构采用单折线表示道路,节点表示路口,用形值点表示道路的形状,通过有序节点对和道路对的方式来表示交通限制信息。整个地图数据库可以由节点集、道路集和转弯限制集3个集合来描述实现。该模型可以清晰准确地描述道路网络结构及其相关的交通限制信息。试验表明:这种电子地图能很好地支持寻路以及路径导航功能,存储空间较小,非常适合于车载导航使用。