【摘要】：對車輛輪胎側(cè)偏剛度進(jìn)行在線準(zhǔn)確估計(jì),是提升汽車操穩(wěn)性控制系統(tǒng)工作效能的有效手段之一。由于利用最小二乘法進(jìn)行輪胎側(cè)偏剛度在線估計(jì)時,當(dāng)前后輪胎的側(cè)偏角接近為0時,前后側(cè)偏剛度趨于無窮大,為此,本文采用側(cè)向加速度法對車輛輪胎側(cè)偏剛度以及質(zhì)心側(cè)偏角進(jìn)行在線估計(jì)。經(jīng)分析,估計(jì)所涉及到參變量對噪聲的敏感度較強(qiáng),因此,在進(jìn)行估計(jì)時需對相關(guān)參變量(側(cè)向加速度、側(cè)向速度、縱向速度、縱向加速度、橫擺角速度以及方向盤轉(zhuǎn)角)進(jìn)行濾波處理,并采用Kalman估計(jì)器對輪胎側(cè)偏剛度和質(zhì)心側(cè)偏角進(jìn)行估計(jì)。由于定常數(shù)噪聲方差的Kalman濾波器難以適應(yīng)強(qiáng)非線性系統(tǒng),針對車輛運(yùn)動過程中輪胎的非線性特性,提出利用ROC曲線(受試者特征工作曲線)動態(tài)優(yōu)化Kalman濾波器的噪聲方差,采用優(yōu)化后的模型對輪胎側(cè)偏剛度進(jìn)行估計(jì)。首先構(gòu)建三自由度的非線性車輛運(yùn)動模型,提取可觀測變量,并依據(jù)觀測變量建立ROC-Kalman濾波器;考慮到駕駛?cè)瞬倏v輸出相應(yīng)特性,初步確定時窗范圍,并對單個時窗內(nèi)待估變量進(jìn)行高階次曲線擬合,再依據(jù)擬合精度高低確定最佳時窗,依據(jù)上一觀測值確定出該時窗的觀測誤差,將期望誤差設(shè)為零,并根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定誤差限,將誤差限內(nèi)的觀測值類標(biāo)簽設(shè)為1,誤差限外的設(shè)為0,進(jìn)而將問題轉(zhuǎn)化為二分類問題;依據(jù)分類結(jié)果構(gòu)建ROC曲線,依據(jù)分類準(zhǔn)確率的高低來修正Kalman濾波器的噪聲方差,實(shí)現(xiàn)噪聲方差的動態(tài)更新,最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)噪聲方差與測量噪聲方差的協(xié)同優(yōu)化,降低隨機(jī)選取兩類噪聲方差所帶來的估計(jì)誤差。最后,通過側(cè)向加速度法對輪胎側(cè)偏剛度以及質(zhì)心側(cè)偏角進(jìn)行在線估計(jì),并與實(shí)測值進(jìn)行對比,結(jié)果表明:相比定常數(shù)噪聲方差的Kalman濾波器,優(yōu)化后的濾波模型計(jì)算成本略有增加,但模型收斂的一致性大大增強(qiáng);在線估計(jì)結(jié)果逼近實(shí)測值。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN713;U463.6
【圖文】：

側(cè)向速度Ｖ逡逑圖３．１車輛坐標(biāo)系標(biāo)定逡逑車輛的六個自由度如圖３．１所示，車輛前進(jìn)方向?yàn)椋叵�，ｚ向�(yàn)榇怪毕蛏�，逡逑根�?jù)右手定則確定ｙ的正向，上圖給出的是車身的六個自由度。逡逑３．２輪胎側(cè)偏特性估計(jì)方法分析逡逑通過對比分析各種典型的輪胎側(cè)偏估計(jì)的研究方法，綜合之后選定高效的策逡逑略和方法。逡逑３．邋２．１最小二乘直接估計(jì)方法逡逑運(yùn)動學(xué)估計(jì)模型就是將車輛簡化為剛體，依據(jù)剛體運(yùn)動學(xué)特征建立相應(yīng)的運(yùn)逡逑動方程，以車載傳感器的輸入為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，根據(jù)運(yùn)動學(xué)方程對其他參數(shù)進(jìn)行估計(jì)。逡逑汽車線性的二自由度車輛模型如圖３．邋２所示。逡逑１４逡逑

Ｚ側(cè)向速度Ｖ逡逑圖３．１車輛坐標(biāo)系標(biāo)定逡逑車輛的六個自由度如圖３．１所示，車輛前進(jìn)方向?yàn)椋叵�，ｚ向�(yàn)榇怪毕蛏�，逡逑根�?jù)右手定則確定ｙ的正向，上圖給出的是車身的六個自由度。逡逑３．２輪胎側(cè)偏特性估計(jì)方法分析逡逑通過對比分析各種典型的輪胎側(cè)偏估計(jì)的研究方法，綜合之后選定高效的策逡逑略和方法。逡逑３．邋２．１最小二乘直接估計(jì)方法逡逑運(yùn)動學(xué)估計(jì)模型就是將車輛簡化為剛體，依據(jù)剛體運(yùn)動學(xué)特征建立相應(yīng)的運(yùn)逡逑動方程，以車載傳感器的輸入為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，根據(jù)運(yùn)動學(xué)方程對其他參數(shù)進(jìn)行估計(jì)。逡逑汽車線性的二自由度車輛模型如圖３．邋２所示。逡逑１４逡逑

車載陀螺儀可以獲得。根據(jù)理論力學(xué)的相關(guān)知識、滑移率以及垂直載荷的函數(shù)，設(shè)該函數(shù)關(guān)系式進(jìn)彳亍彳散分可得：逡逑ＤＹ邐ｄＹ邐ｄａ邐ｄＹ邐ｄｓ邐ｄＹ邐ｄＺｄｔ邐ｄａ邐ｄｔ邐ｏｓ邐ｄｔ邐ｄＺ邐ａｔ逡逑的側(cè)偏剛度，通過整理３．邋９式可以得到側(cè)偏剛ｆ邐．邋＼逡逑ｄＹ邋ｄＹ邋＼邋ｄＹ邋ｓ邋ｄＹ邋Ｚｍｉ邋飛ａ邋＾邐ａ邋ａ邋ｊ逡逑關(guān)參數(shù)進(jìn)行測量，即可實(shí)現(xiàn)對輪胎側(cè)偏剛度的估計(jì)算法逡逑法主要是給予ＧＰＳ以及陀螺儀的測量結(jié)果，其

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2778341