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车辆动力学关键参数辨识和行驶状态估计研究
| 论文题名： | 车辆动力学关键参数辨识和行驶状态估计研究 |
| 关键词： | 车辆安全控制;操纵动力学;参数辨识;行驶状态估计 |
| 摘要： | 随着车辆主动安全控制技术的应用越来越广泛，而如何准确且稳定地获得车辆的动力学参数和行驶状态参数对主动安全控制策略的研究至关重要。通过车辆状态参数估计获取测量精度有限或难以低成本测量的状态信息的方法受到广大学者的关注。本文以车辆动力学理论为基础，研究车辆平顺性参数、操纵动力学参数、轮胎侧偏刚度及地面附着系数等涉及车辆动力学控制的参数的辨识方法，为主动安全控制技术提供依据。主要研究工作如下： (1)建立准确的悬架系统等效模型是悬架控制策略开发的基础。本文首先在ADAMS/View中搭建了基于双横臂悬架的四分之一车辆多体动力学模型。考虑悬架弹簧非线性和阻尼非线性建立了二自由度悬架等效振动模型，基于位移阶跃输入仿真实验，提出采用同伦优化方法辨识悬架系统等效模型参数。结合随机不平路面仿真实验，对线性模型与非线性模型进行时、频域对比，验证同伦算法的有效性和非线性悬架系统等效模型的准确性。 (2)针对操纵动力学参数难测的问题，搭建了考虑侧倾运动的三自由度操纵动力学模型，结合ADAMS/Car整车多体模型角阶跃工况仿真实验，提出了分步辨识策略。首先结合基于自适应神经网络模糊推理策略与无迹卡尔曼滤波法建立虚拟传感器，获取侧向速度和侧倾角，与实际传感器数据一起作为输入，通过扩展卡尔曼滤波进一步辨识出车辆侧倾刚度、侧倾阻尼等参数。结合整车仿真试验结果进行研究分析，验证辨识策略的有效性。 (3)轮胎与地面的相互作用是影响车辆操纵稳定性的重要因素。在悬架参数与整车动力学参数的基础上，结合二自由度操纵动力学模型，采用扩展卡尔曼滤波算法对同轴等效侧偏刚度进行实时辨识。并进一步建立了考虑纵向运动的三自由度操纵动力学模型，结合CarSim-Simulink联合仿真方法，采用无迹卡尔曼滤波法对四轮车辆的地面附着系数进行实时估计。结果表明，在不同附着路面下的辨识结果与CarSim预设值基本一致，算法具有较高的精度和有效性。 |
| 作者： | 石邱铖 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张云清 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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