基于四轮轮边驱动电动车的路面识别方法研究

摘要

本论文主要研究电动车直线加速时的路面识别问题，通过两种方法辨识路面。第一种识别方法基于轮胎路面附着特性的线性关系部分，由卡尔曼滤波法回归在不同路面上的利用附着系数与滑移率的线性关系。实车试验中以两轮驱动在干、湿沥青和铁皮路面进行验证，估计结果表明铁路面与干、湿沥青路面差别较大，干、湿沥青路面不能区分。第二种识别方法考察轮胎路面附着特性曲线由稳定区域向非稳定区域变化的特征，通过递归最小二乘法(RLS)估计滑移率与利用附着系数变化关系，并给出了两种改进的递归最小二乘法。通过实车估计结果的比较，证明修正后的方法估计效果较好，适用于路面附着状况的识别。最后通过估算参考车速，采用递归最小二乘法在Simulink环境下仿真辨识路面。通过设定积分判断条件，重新积分获取参考车速，消除积分误差。仿真结果表明在此方法下路面辨识是可行的。关键词：路面识别、驱动防滑、电动车、卡尔曼滤波、递归最小二乘法

目录

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声明

第1章 绪论

1.1论文选题的目的和意义

1.2路面识别技术的发展现状

1.2.1路面识别技术的目的和作用

1.2.2影响路面附着系数的因素

1.2.3国内外路面附着系数识别技术的研究现状

1.2.4目前路面识别算法存在的问题

1.3四轮驱动电动车特点

1.4论文主要的研究工作

第2章 基于卡尔曼滤波的路面识别方法

2.1基于卡尔曼滤波法识别路面的方法

2.2车辆动力学系统建模

2.2.1电机模型

2.2.2车辆系统模型

2.2.3轮胎地面模型

2.3卡尔曼滤波路面情况估计器

2.3.1卡尔曼滤波原理

2.3.2卡尔曼滤波估计器

2.4基于卡尔曼滤波路面识别方法的仿真

2.4.1仿真输入

2.4.2卡尔曼滤波器估计结果

2.5本章小结

第3章 基于卡尔曼滤波识别路面的试验研究

3.1半实物仿真台架试验

3.1.1半实物仿真轮毂试验台架

3.1.2台架试验信号处理

3.1.3台架试验结果及分析

3.2实车试验车辆及试验设备

3.2.1整车参数

3.2.2主要试验设备

3.2.3传感器标定

3.3试验路面

3.3.1试验路面

3.3.2轮胎与铁皮路面的峰值附着系数

3.4实车试验信号采集与处理

3.4.1试验系统采样频率

3.4.2轮速信号处理

3.4.3电机指令信号与输出力矩比较

3.5试验滤波估计结果

3.5.1干、湿沥青路面和铁皮路面滤波估计结果比较

3.5.2干、湿沥青路面试验结果比较

3.5.3干沥青路面条件下前驱与后驱试验结果比较

3.6本章小结

第4章 基于递归最小二乘法的路面识别方法

4.1基于递归最小二乘法辨识路面的方法

4.2基于递归最小二乘法的路面识别估计器

4.3试验估计结果与分析

4.3.1试验信号采集

4.3.2实车试验估计结果与分析

4.4本章小结

第5章 四轮驱动车基于递归最小二乘法辨识路面的仿真

5.1四轮驱动车参考车速的估算

5.1.1参考车速估算方法的回顾

5.1.2参考车速估算方法

5.1.3轮胎刷子模型

5.1.4初始车速计算

5.1.5参考车速估算流程

5.2基于递归最小二乘法辨识路面的仿真

5.2.1基于递归最小二乘法辨识路面的仿真模型

5.2.2七自由度车辆模型简介

5.2.3基于递归最小二乘法辨识路面的仿真结果

5.3本章小结

第6章 总结与展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果