线控转向汽车状态和路面附着系数的联合估计算法

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车工程2012年(第34卷)第9期AutomotiveEngineering2012(Vo1．34)No．92012153线控转向汽车状态和路面附着系数的联合估计算法术郑宏宇，宗长富(吉林大学，汽车仿真与控制国家重点实验室，长春130022)【摘要]线控转向(SBW)系统采用电子元件代替了转向盘到转向车轮之间的机械连接，其车轮回正力矩较传统汽车更容易获得。本文中通过建立SBW系统动力学模型和利用车轮回正力矩信息，采用双扩展卡尔曼滤波(DEKF)算法对汽车状态和路面附着系数进行联合估计。通过DEKF估算与CarSim仿真结果的对比，验证了联合估计算

2、法的有效性。关键词：线控转向系统；汽车状态；路面附着系数；估计算法；双卡尔曼滤波Co—estimationAlgorithmsforRoadAdhesionCoefficientandVehicleStateswithSteer--by--wireSystemZhengHongyu&ZongChangfuJilinUniversity，StateKeyLaboratoryofAutomotiveSimulationandControl，Changchun130022[Abstract]Steerbywire(SBW)systemUSeSelectronicelementstorepl

3、acemechanicalconnectionbetweensteeringwheelandsteeredwheels，anditstirealigningtorquebecomeseasiertoestimatethanthatinconventionalvehicle．Inthispaper，bysettingupthedynamicsmodelforSBWsystemandbasedontheinformationonwheela—ligningtorque，theCO—estimationofvehiclestatesandroadadhesioncoefficientisc

4、onductedbyusngdualextendedKalmanfilter(DEKF)algorithm．ThecomparisonbetweentheresultsofDEKFestimationandCarSimsimulationverifiestheeffectivenessofCO—estimationalgorithm．’Keywords：SBW；vehiclestates；roadadhesioncoefficient；estimationalgorithm；DEKF态和路面附着系数估计算法中，多采用动力学模型日IJ舌与估计器相结合的方法，但是以往研究大都是针对传统汽

5、车；只有个别文献针对电动汽车的结构电子技术在汽车中的广泛应用极大提高了汽车特点，对路面附着系数估计算法进行了研究J。主动安全性。准确实时地获取汽车运动状态和行驶汽车技术经过多年发展，产品中的机械结构已路面附着系数信息，是汽车主动安全控制系统的关经非常完善，因此线控系统被公认是未来汽车技术键技术⋯。因此，许多文献都对汽车状态和路面附的发展趋势J。线控转向系统(steerbywire，SBW)着系数估计算法进行了研究。其中，汽车运动状态是线控系统的重要组成部分，其最大特点是采用电估计算法的原理主要是建立汽车动力学参考模型，子元件、控制器和传感器取代了传统转向盘到转向并通过设计相应的估计器

6、进行计算，估计器多采用车轮之间的机械连接和助力系统。由于线控转向系卡尔曼滤波及其变型_24J。路面附着系数估计算法统增加了新的传感器，也为汽车运动状态和路面附一般通过建立包含路面附着系数信息的整车和轮胎着系数的估计提供新的途径和条件。模型，通过观测整车运动状态和轮胎力等参数的变本文中建立SBW系统动力学模型，通过卡尔曼化，估计路面附着系数J。总之，目前汽车运动状滤波算法(Kalmanfilter，KF)估计车轮回正力矩信国家自然科学基金(50775096)和中国博士后科学基金项目(20110490158)资助。原稿收到日期为2011年4月27日，修改稿收到日期为2011年8月·18日

7、。学兔兔www.xuetutu.com·778·汽车工程2012年(第34卷)第9期息，并以回正力矩信息为基础，采用双扩展卡尔曼滤dhu,oi丁jF波(dualextendedKalmanfilter，DEKF)算法，对汽车m∞(7)运动状态和路面附着系数进行联合估计，并将仿真式中：为悬挂质心高度；为前轮转角(i=1为左结果与CarSim汽车动力学模型仿真软件输出结果前轮，i：2为右前轮)。进行了对比验证。本文中选用的转向执行电机是有刷直流电机，模型表示为