基于制動(dòng)特性的路面附著狀態(tài)識(shí)別研究.pdf

1、隨著汽車產(chǎn)量以及人均汽車保有量的日益增長(zhǎng)，道路安全已成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點(diǎn)，也使汽車主動(dòng)安全控制技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)。汽車制動(dòng)防抱死控制系統(tǒng)（ABS）、牽引力控制系統(tǒng)（TCS）、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）、底盤電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（ESP）等汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)多需要在獲取汽車當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)的基礎(chǔ)上來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，而其中路面附著系數(shù)和附著狀態(tài)的測(cè)量或估計(jì)尤為重要。目前，路面附著系數(shù)的最基本的獲取方法是通過(guò)各類物理傳感器進(jìn)行測(cè)量，但這種方法的測(cè)量實(shí)時(shí)性

2、、準(zhǔn)確性和傳感器價(jià)格限制了其汽車上的量產(chǎn)化應(yīng)用。另一種方法，就是基于汽車動(dòng)力學(xué)特性的狀態(tài)估計(jì)方法，如基于驅(qū)動(dòng)特性、制動(dòng)特性或者轉(zhuǎn)向特性等。而本文主要是開展了基于制動(dòng)特性的路面附著狀態(tài)估計(jì)研究，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）研究了國(guó)內(nèi)外對(duì)路面附著系數(shù)估計(jì)的研究現(xiàn)狀，建立了三自由度車輛模型以及輪胎模型，并對(duì)其準(zhǔn)確性和精度進(jìn)行了驗(yàn)證分析。基于卡爾曼濾波和非線性卡爾曼濾波器EKF的原理和對(duì)比分析，提出了基于非線性卡爾曼濾波器 EKF的汽車

3、狀態(tài)觀測(cè)器的路面附著狀態(tài)估計(jì)方法，并在Matlab環(huán)境下的進(jìn)行了算法實(shí)現(xiàn)。
　?。?）建立了基于非線性卡爾曼濾波器EKF的汽車狀態(tài)觀測(cè)器，搭建基于Carsim-Simulink聯(lián)合仿真下的狀態(tài)估計(jì)模型，對(duì)汽車行駛時(shí)的狀態(tài)量橫擺角速度、質(zhì)心側(cè)偏角、以及縱向車速進(jìn)行了在線估計(jì)，并分別采用非制動(dòng)工況、制動(dòng)工況以及差動(dòng)制動(dòng)工況下進(jìn)行了聯(lián)合仿真分析，驗(yàn)證汽車狀態(tài)參數(shù)估計(jì)方法的有效性。
　?。?）基于模糊控制原理，對(duì)濾波器中的觀測(cè)噪聲采

4、用模糊化處理，建立了基于狀態(tài)參數(shù)估計(jì)的EKF濾波器，與狀態(tài)觀測(cè)器的聯(lián)合運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)路面附著系數(shù)和附著狀態(tài)的估計(jì)；基于Carsim平臺(tái)，對(duì)不同仿真工況和不同的附著系數(shù)路面，進(jìn)行了路面附著狀態(tài)估計(jì)算法的有效性和合理性驗(yàn)證。
　　總之，基于制動(dòng)特性的路面附著狀態(tài)估計(jì)方法研究可以適用于所有基于制動(dòng)力控制的汽車主動(dòng)安全控制系統(tǒng)。本文的研究方法以首先估計(jì)獲取汽車狀態(tài)參數(shù)為基礎(chǔ),采用擴(kuò)展卡爾曼濾波理論，提出了路面附著狀態(tài)的估計(jì)識(shí)別算法，最后，基