自适应插值BP神经网络的ABS纵向车速估计

ABS作用下的纵向车速估计是实现汽车主动安全控制的基础。根据轮胎特性,确定最佳滑移率与路面附着系数的线性关系,将路面附着系数设为ABS控制的唯一输入,提出基于最佳滑移率的路面自适应ABS控制,仿真结果显示控制方法简单可行。针对传统BP算法的缺陷,给BP神经网络增加输入延时并采用粒子群算法优化BP网络的初始权值,提出了基于路面插值的BP网络车速估计算法,根据实时辨识的路面附着系数,对两个不同路面下网络的输出进行插值获取估计车速,验证不同路面和初始车速共25种工况下的车速估计绝对误差小于1.5m/s,相对误差小于5%。

紧急制动工况下的纵向车速估计方法

针对车辆紧急制动失稳状态下4个车轮均出现较大滑移而不能从车轮转速反映纵向车速的问题,提出一种与滑移控制器相结合的纵向车速估计方法。该方法能直接影响车轮滑移控制逻辑,保证4个车轮中始终存在一个车轮处于弱制动力控制状态且保持转速稳定变化,从而在紧急制动工况下能较准确地估计出纵向车速。在高/低附着路面的直行和转向工况下仿真的结果验证了滑移控制器的制动效能和纵向车速估计算法的鲁棒性。

基于扰动观测的智能驾驶主动抗扰纵向车速控制算法

为了减少智能驾驶车辆的纵向车速控制的时滞,提高主动抗扰性,提出一种基于扰动观测的纵向车速控制算法,并进行了实车验证。模型中,采用前馈控制模块,并提前输出控制量,来提高车速跟随的响应性;以主动抗扰控制(ADRC)模块作为反馈环节,采用扩张状态观测器(ESO)在线估计内外部扰动,并在控制端进行补偿,实现了对车速的精确闭环控制。在弯道、环岛等路况下进行了实车实验。结果表明:该算法可以在5 s内控制车速从怠速快速跟踪到目标车速,总体平均误差为0.17 km/h。因而,该算法较传统的比例积分微分(PID)有更好的响应性、控制精度和抗扰性。

基于运动学信息融合的四轮驱动汽车纵向车速自适应估计方法

针对四轮驱动汽车纵向车速难以直接测量的问题,考虑多源传感器信号置信度动态变化特征,提出一种基于运动学信息融合的纵向车速自适应估计方法。研究行驶环境对车载传感器信息的影响规律,建立基于Kalman滤波框架的运动学信息融合模型,设计面向有色噪声的车速自适应滤波算法,实现对车轮滑移和道路坡度等非随机时变因素的扰动补偿。为兼顾算法稳定性及估计最优性,提出融合衰减记忆因子的强跟踪滤波改进策略,有效避免了极限工况下的滤波发散现象。在Carsim/Simulink联合仿真环境下,采用坡道加速、车轮滑转和双移线等工况验证算法的有效性并与H_(∞)滤波等方法进行对比。开发了处理器在环试验系统,分析算法在嵌入式控制器中运行的一致性和实时性。研究结果表明,所提出的车速自适应估计方法准确性高、稳定性好,与现有方法相比具有更好的工况适应性,估计结果不依赖先验噪声统计特性的获取,实时性能够满足车载控制器要求,解决了复合工况下四驱汽车高精度纵向车速的统一估计问题。

采用RKF轮胎力估计的4WID电动汽车纵向速度估计研究

车辆纵向速度、轮胎力的准确获取是车辆主动安全控制的前提和基础,由于直接测量纵向速度和轮胎力的车载传感器价格极其昂贵,提出了采用随机卡尔曼(RKF)轮胎力估计的纵向车速估计。利用普通车载传感器直接测量的车辆状态参数结合车辆七自由度模型,采用RKF算法估计轮胎侧向力;其次,根据估计的轮胎力,运用卡尔曼滤波(KF)技术实现纵向车速估计。Car Sim与MATLAB/Simulink联合仿真结果验证了该方法的有效性。

基于线控底盘的无人驾驶轨迹跟踪控制研究

为提高结构化工况下无人驾驶汽车轨迹跟踪的精确性,提出一种融合纵向车速跟踪控制器的预瞄轨迹跟踪控制算法。针对四轮转向的特性,基于传统纯跟踪算法设计了四轮转向纯跟踪控制模型;针对纯跟踪算法跟踪效果受车速影响较大的缺陷,设计了纵向车速跟踪控制器并采用n维插值表方式在不同曲率处设置不同车速;将四轮转向纯跟踪算法融合纵向车速跟踪控制器,以达到更好的跟踪效果。仿真与实车试验表明,试验平台可较精确地跟踪规划轨迹并平稳抵达目标终点,实车轨迹跟踪过程中最大横向误差控制在0.497m。

基于混合法和互补滤波器的车速计算方法

针对汽车纵向速度的实时计算问题,在分析汽车纵向运动学及动力学特性的基础上,提出了一种基于混合法和互补滤波器的车速实时计算方法。为了进一步提高车速计算系统在防抱死制动系统(ABS)干扰下的性能,根据互补滤波原理设计了一种扩展计算系统。为验证算法的有效性,搭建仿真平台,进行了相关的仿真实验。仿真结果表明,所提出的算法能够实现对汽车速度的实时计算,且具有较好的抗干扰性。

分布式电驱动客车动力学状态参数观测研究

针对目前分布式电驱动客车存在的状态参数观测体系不完整等问题,结合运动学和动力学方法,设计了针对纵向车速、横摆角速度、质心侧偏角和路面附着系数的状态参数观测算法,使用TruckSim与Simulink联合仿真方式对设计开发的参数观测算法结果进行对比分析。