基于卡爾曼濾波的半掛汽車列車狀態(tài)估計.pdf

1、隨著我國經濟總量的不斷增長，我國的高速公路網絡將不斷地延伸。同時，再加上國家對“甩掛運輸”的大力推廣，半掛汽車列車在國家經濟發(fā)展中發(fā)揮的作用日益凸顯，其保有量也將攀升到一個新的高度。但是，半掛汽車列車質心高，載重量大和結構復雜，其發(fā)生交通事故的損失巨大。半掛汽車列車主動安全控制系統的應用是減少交通事故的一大創(chuàng)舉，國外廠商已經開發(fā)出了一些主動安全控制系統，并已實現商用化了。而我國對此也只是停留在理論研究上，其中的一大難題——半掛汽車列車狀

2、態(tài)信息的實時獲取還未解決。國外對此技術是保密的，而國內只了解其很多信息是通過估算獲取的。因此，對半掛汽車列車狀態(tài)估計的研究是極具研究價值的，它能為我國將來半掛汽車列車主動安全控制系統自主開發(fā)提供一些參考價值。
　　首先，參閱了國內外關于汽車狀態(tài)信息估計研究的相關文獻，本文提出了基于卡爾曼濾波算法的半掛汽車列車部分狀態(tài)信息（半掛牽引車橫擺角速度、質心側偏角和折疊角速度以及折疊角估計）估計。
　　其次，深入研究了狀態(tài)估計理論和卡

3、爾曼濾波算法理論，同時掌握了成功運用卡爾曼濾波算法的方法。為了說明半掛汽車列車基于卡爾曼濾波算法進行狀態(tài)估計的可行性，還介紹了卡爾曼濾波在狀態(tài)估計中的成功應用事例，特別是在汽車狀態(tài)估計中的應用。
　　接著，詳細研究了半掛汽車列車的結構特點，并為研究目的建立了三自由度半掛汽車列車模型，同時還建立了虛擬半掛汽車列車模型進行虛擬試驗，驗證了所建立的三自由半掛汽車列車數學模型的正確性。
　　最后，設計了半掛汽車列車狀態(tài)估計器，并還比

4、較了兩種方式建立的狀態(tài)估計器。然后通過基于TruckSim和Matlab/Simulink的聯合仿真試驗驗證了基于卡爾曼濾波算法的半掛汽車列車狀態(tài)估計器的估計良好估計效果，同時還分析了影響卡爾曼濾波狀態(tài)估計精度的因素。
　　本文基于卡爾曼濾波算法對半掛汽車列車部分狀態(tài)進行估計，其中有半掛牽引車質心橫擺角速度和質心側偏角、半掛汽車列車折疊角速度以及折疊角，最后通過聯合仿真試驗驗證了采用的估計算法所設計的估計器的有效性，為我國半掛汽車