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《車輛輪胎力及車速估計非線性觀測器方法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、——————————————————————————————車輛輪胎力及車速估計非線性觀測器方法研究——————————————————————————————StudyonNonlinearObserverMethodforVehicleTireForceandVelocityEstimation作者姓名：楊斯琦領(lǐng)域（方向）：控制工程指導(dǎo)教師：解小華教授類別：工程碩士答辯日期：201566年月日摘摘摘 要要要車車車輛輛輛輪輪輪胎胎胎力力力及及及車車車速速速估估估計計計非非非線線線性性性觀觀觀測測測器器器方方方法法法研研研究究究學(xué)學(xué)學(xué)生生生姓姓姓名名名：：：楊楊楊斯斯斯琦琦琦專專專業(yè)業(yè)
2、業(yè)名名名稱稱稱：：：控控控制制制工工工程程程指指指導(dǎo)導(dǎo)導(dǎo)教教教師師師：：：解解解小小小華華華教教教授授授為了減少交通事故的發(fā)生，伴隨著信息技術(shù)在汽車領(lǐng)域的發(fā)展，人們對車輛操縱穩(wěn)定性與主動安全性的需求越來越高，國內(nèi)外研究人員已經(jīng)相繼開發(fā)出各種有效的車載電控系統(tǒng)適應(yīng)車輛控制智能化的發(fā)展趨勢。由于汽車電控系統(tǒng)大多是根據(jù)車輛行駛狀態(tài)來實施相應(yīng)的控制邏輯，所以準(zhǔn)確而實時地獲知車輛行駛狀態(tài)參數(shù)信息已經(jīng)成為實現(xiàn)汽車主動安全控制的主要問題。目前車輛行駛狀態(tài)信息主要是通過車載傳感器直接測量得到，但由于車輛行駛工況的復(fù)雜性，車載傳感器的測量精度低與生產(chǎn)成本等因素，單純利用車載傳感器獲知所有狀態(tài)信息是不切實際的
3、。根據(jù)車輛狀態(tài)估計理論，利用現(xiàn)有標(biāo)配車載傳感器信息估計汽車行駛狀態(tài)參數(shù)是提高車輛安全技術(shù)性能的研究熱點。車輛加速、減速、巡航與轉(zhuǎn)向控制均依賴于道路與輪胎之間摩擦力的大小與車輛的行駛車速，并且準(zhǔn)確而實時地獲知車輛的輪胎力與車速信息是自主駕駛車輛實現(xiàn)運動控制、完成特定路徑行駛與危險情況預(yù)警的重要基礎(chǔ)，而上述信息一般不能利用傳感器直接測量得到，即使能測量，通常該儀器也十分昂貴。針對上述問題，結(jié)合目前實驗室項目研發(fā)需要，考慮車輛是一個強非線性的系統(tǒng)，各狀態(tài)變量具有極強的耦合性，因此，本文設(shè)計一種簡單實時的模塊化的車輛行駛狀態(tài)估計方案，并根據(jù)試驗車紅旗HQ430采集到的狀態(tài)信息真實值進行驗證。具體實
4、施方案如下，首先，基于車輪動力學(xué)模型，利用未知輸入觀測器理論設(shè)計四輪輪胎縱向力觀測器；基于Dugo?輪胎模型，利用輪胎動力學(xué)得到輪胎側(cè)向力的估算值；其次，基于7自由度整車模型，以上層估計器輪胎力估計值為輸入信息，模塊化設(shè)計非線性全維狀態(tài)觀測器估計車輛縱向車速、側(cè)向車速與橫擺角速度；最后驗證設(shè)計的車輛狀態(tài)非線性觀測器的估計效果?？紤]到安全性、經(jīng)濟性等因素，文章利用基于veDYNA車輛動力學(xué)軟件建立的自主駕駛車輛――紅旗HQ430轎車仿真模型替代真實車輛，將輪胎力非線性觀測器方法與卡爾曼濾波方法的仿真估計結(jié)果進行比較分析，并設(shè)計不同典型仿真工況驗證該集成估計器效果，給出車輛質(zhì)量參數(shù)或路面摩擦系
5、數(shù)變化時的估計器仿真比較效果。在進行仿真驗證前，給出了車輛仿真參數(shù)及觀測器增益的選取過程；根據(jù)國家法規(guī)結(jié)合實際，處理幾組典型工況的實車試驗數(shù)據(jù)作為輸入信息及對比數(shù)據(jù)，進一步驗證本文集成觀測器的真實估計效果，并進行分析比較，仿真結(jié)果表明該估計方法具有一定的有效性和準(zhǔn)確性。1關(guān)關(guān)關(guān)鍵鍵鍵詞詞詞：：：未知輸入觀測器，輪胎力估計，車輛動力學(xué)，非線性全維觀測器，車速估計2AbstractStudyonNonlinearObserverMethodforVehicleTireForceandVelocityEstimationCandidate:YangSiqiSpecialty:ControlEng
6、ineeringSupervisor:Prof.XieXiaohuaInordertoreducetra?caccidents,alongwiththedevelopmentofinformationtech-nologyintheautomotive?eld,thedemandofvehiclehandlingstabilityandactivesafetyisincreasing.Manydomesticandforeignresearchershavealreadydevelopedavarietyofe?ectiveautomotiveelectroniccontrolsystem
7、toadapttotheintellectualizedtrend.Astheautomotiveelectroniccontrolsystemismostlybasedonthevehiclestateinformationtoimplementappropriatecontrollogic,ithasbecomeamajorproblemtoacquirevehicledrivingstateparametersin
