基于非线性最小二乘的路面附着系数估计方法

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1、2016年第4期基于非线性最小二乘的路面附着系数估计方法丁惜瀛，刘日辉，崔紫微2，沈思瑶，成凯龙(1．沈阳工业大学电气工程学院，辽宁沈阳110870；2．中国石油辽阳石化分公司，辽宁辽阳111003)摘要：提出了一种基于非线性最小二乘的路面附着系数估计方法，该方法对电动汽车转向工况的特性具有很好的估计。首先基于汽车单轨结构，建立车辆二自由度侧向运动模型；然后根据动力学方程构建最小二乘问题；同时提出了一种新的迭代初值选择方法。仿真结果表明：该方法在转向x．~-F能够对路面附着系数进行实时、准确的估计。关键词：电动汽车；附着系数；非线性最小二乘法；转向中图分类号：U469．72文献标识码：A文章

2、编号：2095-3631(2016)04—0055-05doi：l0．13889／j．issn．2095—3631．2016．04．012EstimationApproachofRoadFrictionCoeficientBasedonNonlinearLeastSquaresDINGXiying，LIURihui，CUIZiwei，SHENSiyao，CHENGKailong(1．SchoolofElectricalEngineering，ShenyangUniversityofTechnology,Shenyang，Liaoning110870，China；2．LiaoyangPetro

3、chemicalCompanyofPetroChina,Liaoyang，Liaoning111003，China)Abstract：Itproposedakindofestimationapproachforroadfrictioncoeficientbasedonnonlinearleastsquares，whichhasagoodestimatecharacteristictothesteeringcondition．Firstofall，basedonthestructureofmonorailcar,twodegreesoffreedomvehiclelateralmotionmo

4、delwasestablished，thentheleastsquaresproblemwasbuildaccordingtothedynamicsequations，atthesametimeitputforwardanewmethodofiterativeinitialvalueselection．Simulationresultsshowthatthemethodcanaccuratelyestimatetheroadfrictioncoeficientinrealtimeunderthesteeringcondition．Keywords：electricvehicle；adhesi

5、oncoe伍cient；nonlinear1eastsquares；steering0引言可以分为两种：基于原因的估计方法(Cause．based)和基于效果的估计方法(Efect-based)131o基于原因的估计路面附着系数通过影响轮胎的横向和纵向轮胎力来方法是通过测量一些对路面附着系数影响较大的因素并控制车辆的稳定性，因此实时准确地获得路面附着系数根据以往经验来估计路面附着系数的大小，如：文献[4]的信息对车辆控制系统，尤其是主动安全系统至关重和文献[5]通过利用光学传感器探测反射光来测量路面要⋯。例如，车辆之间的安全距离不仅与车速有关，还的湿度。由于这些基于视觉方法的性能受光的密度和

6、方与路况有很大的关系，假如可以实时获得路面的附着系向的影响，所以文献[4]融合了纹理、反射光、温度3数，自适应巡航系统就能够根据路面情况控制、调节与方面的信息，使用模糊逻辑算法实现了路面附着系数的前车之间的安全距离。这既降低了追尾等交通事故发生可靠估计。基于效果的估计方法是通过测量由路面附着的几率，又提高了道路的通行能力。经过多年的发展，系数或附着系数的变化在车体或车轮上产生的运动响应目前国内外学者在路面附着系数估计方法上已取得丰硕来估算路面附着系数的大小。如文献[6]应用特殊构造的成果。这些成果根据测量方法和测量参数的不同大致的刷子轮胎模型和使用滚轮转速信号来估计摩擦系数和转弯刚度；文献[

7、7]利用GPS．based车辆横向车速感应收稿日期：2016—05—17系统和轮胎刷子模型估计参数；文献[8】利用最小二乘作者简介：丁惜瀛(1964一)，女，博士，教授，研究方向为电动汽车牵引及安全性控制。法来侦测转弯刚度，在相同的底盘系统信号、估计速度大功率变流技术2016年第4期和侧向加速度下，路面附着系数的估计值与实际值十分可表示为接近。非线性最小二乘(NonlinearLeastSquares，简称／