基于扩展卡尔曼滤波的路面附着系数估计算法研究

论文摘要

随着汽车电子和控制技术的发展,汽车稳定性控制在最近几年得到了很快的发展。目前我国还没有建立起完善的控制算法和试验手段,处于理论研究阶段。在汽车稳定性控制系统产品开发过程中,准确的估计出路面状态是必须攻克的难关。本文在研究了卡尔曼滤波理论和扩展卡尔曼滤波理论的基础上,以估计汽车行驶过程中的运动状态变量为基础,重点研究了轮胎与地面之间的路面附着系数估计算法,包括基于扩展卡尔曼滤波的纵向车速、侧向车速、横摆角速度等汽车运动状态变量的估计算法,以及在此基础上的基于扩展卡尔曼滤波的路面附着系数估计算法。最后,利用成熟商用软件CarSim对所研究的状态估计算法和路面附着系数估计算法进行了仿真验证。结果表明,该算法可以较好的估计出汽车的行驶状态和路面附着系数。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 论文研究的背景及研究意义
• 1.2.1 论文研究的背景
• 1.2.2 论文研究的意义
• 1.3 国内外研究现状及路面附着系数识别方法
• 1.3.1 国外研究现状及路面附着系数识别方法
• 1.3.2 国内研究现状及路面附着系数识别方法
• 1.3.3 国内外路面附着系数的识别方法比较
• 1.4 论文研究内容及研究思路
• 第二章 卡尔曼滤波理论及其在汽车上的应用
• 2.1 引言
• 2.2 经典Kalman 滤波理论及其算法
• 2.2.1 经典Kalman 滤波理论的提出
• 2.2.2 经典Kalman 滤波理论及其算法
• 2.2.3 经典Kalman 滤波的特点及其局限性
• 2.3 扩展Kalman 滤波理论及其算法
• 2.3.1 扩展Kalman 滤波理论的提出
• 2.3.2 扩展Kalman 滤波理论及算法
• 2.4 Kalman 滤波理论在汽车上的应用
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于扩展卡尔曼滤波的车辆状态估计算法研究
• 3.1 引言
• 3.2 基于扩展卡尔曼滤波的车辆状态估计算法
• 3.2.1 建立非线性三自由度车辆模型
• 3.2.2 基于扩展Kalman 滤波的车辆状态估计算法及其实现
• 3.3 车辆状态估计算法试验验证
• 3.3.1 ISO 双移线试验
• 3.3.2 国标蛇形试验
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于扩展卡尔曼滤波的路面附着系数估计算法研究
• 4.1 引言
• 4.2 轮胎模型
• 4.2.1 轮胎模型构造方法及其发展
• 4.2.2 “魔术公式”（Magic Formula）
• 4.2.3 稳态指数统一模型（UniTire）
• 4.2.4 Dugoff 轮胎模型
• 4.2.5 轮胎模型的选择
• 4.3 基于扩展卡尔曼滤波的路面附着系数估计算法
• 4.3.1 路面附着系数的定义
• 4.3.2 建立四轮车辆动力学模型
• 4.3.3 基于扩展卡尔曼滤波的路面附着系数估计算法
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于扩展卡尔曼滤波的路面附着系数估算法验证
• 5.1 引言
• 5.2 基于扩展卡尔曼滤波的路面附着系数估计
• 5.3 基于扩展卡尔曼滤波的路面附着系数估计算法验证
• 5.3.1 高附着路面仿真验证
• 5.3.2 低附着路面仿真验证
• 5.3.3 对开路面仿真验证
• 5.3.4 对接路面仿真验证
• 5.4 本章小结
• 第六章 全文总结与工作展望
• 6.1 论文研究工作总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 导师简介