基于卡爾曼濾波器側偏角估計的電動汽車電子穩定控制系統

基于卡爾曼濾波器側偏角估計的電動汽車電子穩定控制系統

為保持車輛按照預定路徑行駛，必須保證側偏角和橫擺角速度盡可能地與通過駕駛員輸入計算得到的參考值保持一致。ESC控制系統設計需要注意準確地獲得側偏角和盡可能地保證控制系統具有良好的魯棒性。以往的研究中被應用的側偏角估算方法很多，但都存在成本過高或噪聲過大的不足。采用了基于擾動觀測器、側向力觀測器和橫擺力矩觀測器相結合以，提高電動汽車側向穩定性控制的魯棒性方法等。全球定位系統（GPS）也曾被用來進行輪胎側偏角估計，甚至可以使用雙天線GPS接收器直接計算出側偏角。但GPS接收器的更新率較低，當對電動汽車的控制要求較高、狀態估計頻率較高時，GPS不能滿足要求，而且GPS同時接收角速度傳感器和側滑角信號，導致估計誤差較大。此外，還存在測量延遲的問題。為此，介紹一種新的基于卡爾曼濾波器側偏角估計的電動汽車電子穩定控制系統。將單天線GPS接收器采集的車輛航向角和陀螺儀測量的橫擺角速度作為卡爾曼濾波器的測量參數；將模型誤差和噪聲干擾結合進行分析處理，從而對卡爾曼濾波算法進行擴展，達到準確估算側偏角的效果。提出一種新控制方法，即集成前輪轉向角和橫擺力矩并作為控制輸入。算法的擴展則用于抗外界干擾，從而提高控制系統的魯棒性。通過試驗和仿真模擬驗證了算法的有效性。

Binh Minh Nguyen et al. Mechatronics(ICM)，2013 IEEEInternationalConferenceonVicenza， VI，Italy 2013.

編譯：羅家慶