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基于扩展卡尔曼滤波的信息融合技术在车辆状态估计中的应用
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:U463.4[机械工程—车辆工程;交通运输工程—载运工具运用工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]吉林大学汽车动态模拟国家重点试验室,长春130025, [2]长安股份有限公司汽车工程研究院,重庆401120
  • 相关基金:国家自然科学基金(50775096) 国家高技术研究发展计划(863计划,2006AA110102)资助项目
中文摘要:

车辆行驶中某些状态参量不易准确测得或测量成本较高,而这些变量的准确获取对车辆底盘控制有着重要的意义。为以较低成本获取重要的车辆运动状态,建立包括横摆、侧向和纵向3自由度的非线性车辆模型,利用扩展Kalman滤波(Extended Kalman filtering,EKF)理论建立了信息融合算法,给出车辆状态变量最小方差意义下的融合结果,利用少量的易测车辆状态信息(转向盘转角、车辆纵、侧向加速度)融合得出所需的难测车辆状态(横摆角速度、质心侧偏角)。并在Matlab/Simulink环境下利用实车场地试验数据进行了离线仿真。多种工况下的场地试验结果表明,该算法在估计汽车横摆角速度、质心侧偏角、纵向速度时具有一定的准确性,特别是对横摆角速度的估计,即使在车辆非线性区也表现出良好性能。同时该融合算法简单、稳定及所需融合输入较少的特点使该算法在实际中的应用成为可能。

英文摘要:

Some state variables of a vehicle in running are not easy to measure accurately or cheaply, however these variables are of great significance to chassis control. A nonlinear 3 degree-of-freedom vehicle model including yaw motion, longitudinal motion and side motion is set up, and an information fusion algorithm based on extended Kalman filtering (EKF) theory is established, which gives out a fusion result of vehicle state variables at minimum square error. Fusing a few state variables of vehicles (steering wheel angle, longitudinal acceleration and lateral acceleration), the needed variables of the vehicle (yaw rate and sideslip angle) are procured. Off line simulation is carried out in Matlab/simulink environment by using real vehicle field test data. The algorithm is accurate in estimating longitudinal rate, side slip angle, and especially yaw rate, and shows good performance even in the nonlinear zone of the vehicle. The algorithm is simple and stable, and needs less fusion input, so it is possible to apply it to actual vehicle control.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603