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车辆驾驶模拟器洗出滤波算法研究
| 论文题名： | 车辆驾驶模拟器洗出滤波算法研究 |
| 关键词： | 车辆驾驶模拟器;洗出滤波算法;罚函数粒子群算法;自适应律 |
| 摘要： | 车辆驾驶模拟器是一种能在有限空间内模拟真实车辆运动的仿真设备，具有良好的试验重复性、驾驶工况设置方便、安全可靠高等优点，在驾驶员培训、新车的研究和开发试验等方面有着重要的作用。随着工程车辆逐渐向大型化、重载化的方向发展，汽车产业蓬勃的发展，对具有高动感逼真度的车辆驾驶模拟器的需求也变得愈加强烈。洗出滤波算法是能使车辆驾驶模拟器在有限的工作空间内模拟真实车辆运动的一种算法。洗出滤波算法的好坏直接影响车辆驾驶模拟器的逼真度，因此本论文研究的核心内容就是对洗出滤波算法进行优化，提高车辆驾驶的动感模拟逼真度。 本文首先介绍了车辆驾驶模拟器运动平台样机的结构，建立相应的坐标系；对平台样机的运动学反解以及运动学正解进行求解；求解平台样机的工作空间。 其次介绍了人体感知系统的工作原理，给出了感知模型；分析了经典洗出滤波算法的结构、输入环节的坐标变换以及输入比力。在经典洗出滤波算法的基础上，通过罚函数粒子群算法对滤波器参数进行优化，提高车辆驾驶模拟器的逼真度；对优化参数后的经典洗出滤波算法进行仿真分析。 针对经典洗出滤波算法参数固定的不足，本文采用了可随输入信号的变化实时调整滤波器参数的自适应洗出滤波算法。分析了自适应洗出滤波算法输出发散的原因，针对输入幅值影响输出稳定性的问题，改进了自适应律，提高了输出的稳定性；对自适应洗出滤波算法的结构进行改进，将输入信号进行分段处理，提高了运动模拟的逼真度；对优化后的自适应洗出滤波算法进行仿真分析。 最后，利用实验室现有的车辆驾驶模拟器对洗出滤波算法进行实验验证。介绍了车辆模拟器系统的组成以及各子系统的功能；推导了由模拟滤波器转化为数字滤波器的过程；通过模拟的驾驶工况，验证优化后的自适应洗出滤波算法的逼真度。 |
| 作者： | 靳松 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张立杰;牛跃伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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