基于雙無跡卡爾曼濾波的自動(dòng)駕駛狀態(tài)慣性監(jiān)測

黃亞成

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車；狀態(tài)觀測；慣性參數(shù)；雙無跡卡爾曼濾波

1 引言

為了對分布動(dòng)力結(jié)構(gòu)汽車進(jìn)行主動(dòng)控制，需要對其行駛階段的各項(xiàng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)開展精確采集與分析，但在信息測試過程中需要配備高成本的傳感器檢測設(shè)備，并且也無法滿足信號可靠度要求，同時(shí)還需關(guān)注車輛質(zhì)心偏角等指標(biāo)[1-2]。

為了達(dá)到自動(dòng)駕駛目標(biāo)，需要設(shè)計(jì)合適的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，當(dāng)傳統(tǒng)汽車發(fā)生轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的失效問題時(shí)，汽車只能進(jìn)入減速狀態(tài)并最終完成停車，不能對軌跡進(jìn)行精確跟蹤，甚至還會造成交通事故[5-6]。由此可見，如何調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障容錯(cuò)能力已經(jīng)成為一項(xiàng)關(guān)鍵措施。在分布結(jié)構(gòu)電驅(qū)動(dòng)汽車系統(tǒng)中可以設(shè)置多個(gè)電機(jī)形成橫擺力作用再對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)橫向偏差進(jìn)行補(bǔ)償，由此確保轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失效的情況下也可以保持設(shè)定軌跡路線行使，實(shí)現(xiàn)駕駛安全性能的大幅提升[7-8]。現(xiàn)階段，已有許多國內(nèi)外學(xué)者開展了車輛動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)方面的觀測分析，形成了Luenberger 觀測器、二乘估計(jì)（RLS）、卡爾曼濾波（KF）、滑模測試（SMO）、非線性監(jiān)測等不同類型的算法。由于載荷存在不確定的情況，這使得車輛慣性參數(shù)如質(zhì)量、橫擺轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也發(fā)生改變，從而對整體操控性與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生明顯影響，對車輛慣性參數(shù)開展實(shí)時(shí)監(jiān)測也成為當(dāng)前的一項(xiàng)重要信息分析工作[9]。

雖然目前已在車輛狀態(tài)分析方面獲得了一定的研究進(jìn)展，但尚未針對車輛慣性參數(shù)開展深入探討[10]。……