基于卡尔曼滤波的半挂汽车列车软测量技术.pdf

《基于卡尔曼滤波的半挂汽车列车软测量技术.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2014往仪表技术与传感器2014第5期InstrumentTechniqueandSensorNO．5基于卡尔曼滤波的半挂汽车列车软测量技术张向南，赵津，衣丰艳【1．贵州大学机械工程学院，贵州贵阳550025；2．山东交通学院汽车工程学院，山东济南250000)摘要：利用参数软测量技术，提出了基于卡尔曼滤波和车辆三自由度模型的软测量方法。首先，建立了半挂汽车列车三自由度动力学模型，然后，在Maflab／Simulink环境下构建卡尔曼滤波估计器预估牵引车横摆角速度和半挂车横摆角速度、质心侧偏角并得到仿真结果。最后，分析

2、估计值和测量值的误差，寻找误差的变化规律。仿真结果表明，该系统的卡尔曼滤波器的估计值和测量值比较吻合，有比较高的精度，能够达到半挂汽车列车性能检测的目的。关键词：软测量技术；卡尔曼滤波；估计器；状态估计；仿真中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1002—1841(2014J05—0069—03Tractor．semitrailerSoftMeasurementBasedonKalmanFilterTechnique一ZHANGXiang-nail，ZHAOJin‘，YIFeng—yan(1．Department

3、ofMechanicalEngineering，GnizhouUniversity，Gniyang550025，China；2．CollegeofAutomotiveEnginering，ShandongJiaotongUniversity，Jinan250000，China)Abstract：Byusingparametersoft—sensingtechnology，thesoftmeasuringmethodbasingonkalmanfilterandvehicledynamicmodelwiththreedeg

4、reeoffreedomispresented．Firstly，inthispaper，weestablishthevehiclemodelwiththreedegreeoffreedomandexpressthemathematicalmodelintheformofequationofstate．ThenstateequationandkalmanfilterestimatorconstructedinMatlab／Simulinkcouldestimatetractoryawrateandsemi—trailery

5、awrate，sideslipangle．Finally，byanalyzingtheestimationandmeasurementerror，variationoferorscanbefoundfromtheplot．Theresultsshowthatthecomparisonbetweenestimatedandmeasuredvalueshasahighaccuracy，whichcanachievethepurposeoftractor—semitrailerperformancetesting．Keywor

6、ds：softmeasurement；kalmanfilter；estimator；stateestimation；simulation0引言均方误差估计算法J。然而，在文献中对于半挂汽车的状态估半挂汽车列车以其装载量大、运输成本低、具有“甩挂运计的研究还较少。文中基于软测量技术和卡尔曼滤波理论，并输”、“区段运输”、“滚装运输”等优点，受到汽车运输业的高度结合半挂汽车列车三自由度动力学模型，用Matlab／Simulink软重视和普遍发展。由于牵引车和半挂车之间的相互耦合作用，件建立了基于卡尔曼滤波的汽车行驶姿态的软测

7、量模型，并对高速时极易发生侧翻、摆振和折叠等危险工况。为了解决上述模型进行了行驶车辆质心侧偏角、横摆角速度仿真分析和预问题，研究人员相继开发了制动防抱死系统、车道偏驶警示系估。统等汽车电子控制系统，来实现一些基本的汽车辅助驾驶功1半挂汽车列车动力学模型能。另一方面车辆的智能化是车辆技术的重要发展方向，大量半挂汽车列车是由半挂车和牵引车组成。它是一个复杂的车辆智能控制系统的应用可以提高车辆的行驶性能，但这也的多自由度空间运动系统，若考虑所有的自由度，就必须列出对关键状态参数的测量提出了更高的要求”相应数量的运动微分方程，使

8、分析和求解变得极为困难，因此国外学者Ray，LauraR利用扩展卡尔曼滤波的方法进行汽必须抓住一些主要的参数及自由度。建立整车的运动方程时，车状态及轮胎与路面之间摩擦系数估计。国内学者轧浩利车辆模型应不太复杂又能较为真实地模拟车辆系统。三自由用线性非时变卡尔曼滤波方法对汽车横摆角速度进行了估度模型是包括整车的横向运动