人—车—路闭环系统下的车辆状态参数估计研究

发布时间：2021-01-13 22:17

　　人-车-路是道路交通安全研究不可分割的整体,随着人们对车辆主动安全性的要求越来越高,准确实时地获取车辆行驶的状态参数信息显得尤为重要。现有的针对人-车-路闭环系统下的车辆状态参数估计研究较少,且普遍将车辆运动做了较大程度的简化。鉴于此,本文设计基于卡尔曼滤波算法的车辆状态参数估计模型,拟探究考虑驾驶员（人）、车辆（车）和道路环境（路）综合影响下的车辆状态参数估计问题。首先,分析了人-车-路闭环系统的理论依据、建立方法和总体结构,在MATLAB/Simulink环境下建立整车仿真模型,通过移线、蛇形等常用试验工况验证所建模型的可靠性。其次,在闭环系统的基础上,结合扩展卡尔曼滤波算法的原理和特点,以前轮转角信号作为控制输入,纵向加速度、侧向加速度和横摆角速度信号作为测量输出进行状态估计器的设计,实现了对车辆纵向速度、侧向速度和横摆角速度的准确估计。最后,针对所建驾驶员模型在汽车速度高、方向盘转角大等复杂条件下不能再模拟驾驶员操作行为的问题,设计汽车驾驶员模糊PID控制模型,利用模糊推理的方法实现了对PID参数的在线自动整定,将驾驶员输出转角信息输入到Carsim闭环整车系统中,用于设计考虑... 

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 人-车-路闭环系统仿真研究现状
        1.2.2 车辆状态参数估计研究现状
        1.2.3 人-车-路闭环系统下的车辆状态参数估计研究现状
    1.3 现有研究工作的不足
    1.4 论文主要研究内容及技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
第2章 人-车-路闭环系统建模
    2.1 车辆动力学模型
        2.1.1 车辆参考坐标系定义
        2.1.2 三自由度动力学模型
        2.1.3 轮胎模型的选择
    2.2 基于加速度反馈的预瞄最优曲率驾驶员模型
    2.3 整车动力学模型仿真分析
        2.3.1 仿真软件介绍
        2.3.2 单移线工况的仿真验证
        2.3.3 双移线工况的仿真验证
        2.3.4 蛇形工况的仿真验证
    2.4 本章小结
第3章 基于扩展卡尔曼滤波的车辆状态参数估计研究
    3.1 卡尔曼滤波理论
    3.2 扩展卡尔曼滤波算法
    3.3 车辆行驶状态的估计结果
    3.4 本章小结
第4章 估计模型的设计与CARSIM仿真
    4.1 状态参数估计影响因素分析
    4.2 CARSIM简介
    4.3 汽车驾驶员模糊PID控制模型
        4.3.1 自适应模糊PID控制原理
        4.3.2 PID控制器的建立
        4.3.3 模糊控制器的建立
        4.3.4 驾驶员模糊PID控制模型仿真分析
    4.4 车辆纵向速度估计模型设计
    4.5 仿真结果分析
        4.5.1 车型因素仿真对比
        4.5.2 驾驶员因素仿真对比
        4.5.3 道路因素仿真对比
        4.5.4 Kalman滤波因素仿真对比
    4.6 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 主要创新点
    5.3 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目



本文编号：2975648