车辆行驶过程中的状态估计问题综述

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1、第45卷第5期机械工程学报Vol.45No.52009年5月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGMay2009DOI：10.3901/JME.2009.05.020车辆行驶过程中的状态估计问题综述11,2余卓平高晓杰(1．同济大学汽车学院上海201804；2．上海汽车股份有限公司技术中心上海201804)摘要：从传感器配置、估计用物理模型、状态估计算法和估计过程中的模型参数自适应4个方面回顾车辆行驶过程中的状态估计问题。对比分析以纵向车速、横摆角速度、质心侧偏角为估计目标时传感器的常见配置，给出合理的传感器配置

2、方案；比较在不同估计目标下运动学模型和动力学模型的优缺点，提出纵向车速和横摆角速度适合采用运动学模型、质心侧偏角估计适合采用动力学模型的观点；列举并比较车辆状态估计中常用的估计算法，给出各算法在实际应用中所需注意的因素。指出实现估计过程中的参数自适应是提高不同行驶工况下观测器估计精度的有效手段，并介绍递推最小二乘、联合卡尔曼滤波等实现参数自适应的典型方法。关键词：车辆状态估计观测器车速估计横摆角速度估计质心侧偏角估计参数自适应中图分类号：U270.1ReviewofVehicleStateEstimationProblemunderD

3、rivingSituation11,2YUZhuopingGAOXiaojie(1.SchoolofAutomotiveEngineering,TongjiUniversity,Shanghai201804;2.TechnicalCenter,SAICMotor,Shanghai201804)Abstract：Vehiclestateestimationproblemisdividedintofouraspects:sensorconfiguration,physicalmodel,estimationalgorithmandpara

4、meteradaption.Thekeytechnologiesarelaterindetailsdiscussed.Throughcomparisonoftypicalsensorconfigurationforvehiclelongitudinalspeed,yawvelocityandside-slipangleestimation,anidealsensorconfigurationisgiven.Furthermore,theadvantageanddisadvantageofkinematicmodelanddynamic

5、modelareanalyzed,thentheviewpointisputforwardthatkinematicmodelismoresuitableforlongitudinalspeedandyawvelocityestimation,incontrastdynamicmodelisbetterforvehicleside-slipangleestimation.Thetypicalestimationalgorithmsarelistedandimportantissuestoberegardedinpracticaluti

6、lizationarediscussed.Itispointedoutthattherealizationofparameteradaptionisaneffectivemothodtoenhancetheestimationprecisionunderdifferentdrivingsituation.Recursiveleastsquare,combinedkalmanfilterandotherparameterobservationmethodsaregiven.Keywords：VehiclestateestimationO

7、bserverLongitudinalspeedestimationYawvelocityestimationSide-slipangleestimationParameteradaptation的纵向动力学控制，包括驱动防滑控制、制动防抱*0前言死控制(Anti-lockbrakingsystem,ABS)，均依赖于对纵向车速的准确估计；汽车的侧向动力学控制，包汽车行驶过程中的状态估计，是汽车动力学中括电子稳定程序、四轮转向控制、主动前轮/后轮转的重要问题，旨在确定汽车行驶状态下纵向车速、向技术、主动抗侧倾控制，依赖于对横摆角速度或

8、横摆角速度、质心侧偏角等重要的状态变量，是实质心侧偏角的准确估计。这些待估计的状态变量，[1-9]现汽车底盘主动控制系统的关键技术之一。汽车虽然均可用传感器直接测量，但必须依赖价格昂贵的特殊试验设备，且需要特定的安装固定