基于卡爾曼濾波器側(cè)偏角估計的電動汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)

為保持車輛按照預(yù)定路徑行駛，必須保證側(cè)偏角和橫擺角速度盡可能地與通過駕駛員輸入計算得到的參考值保持一致。ESC控制系統(tǒng)設(shè)計需要注意準確地獲得側(cè)偏角和盡可能地保證控制系統(tǒng)具有良好的魯棒性。以往的研究中被應(yīng)用的側(cè)偏角估算方法很多，但都存在成本過高或噪聲過大的不足。采用了基于擾動觀測器、側(cè)向力觀測器和橫擺力矩觀測器相結(jié)合以，提高電動汽車側(cè)向穩(wěn)定性控制的魯棒性方法等。全球定位系統(tǒng)（GPS）也曾被用來進行輪胎側(cè)偏角估計，甚至可以使用雙天線GPS接收器直接計算出側(cè)偏角。但GPS接收器的更新率較低，當對電動汽車的控制要求較高、狀態(tài)估計頻率較高時，GPS不能滿足要求，而且GPS同時接收角速度傳感器和側(cè)滑角信號，導(dǎo)致估計誤差較大。此外，還存在測量延遲的問題。為此，介紹一種新的基于卡爾曼濾波器側(cè)偏角估計的電動汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)。將單天線GPS接收器采集的車輛航向角和陀螺儀測量的橫擺角速度作為卡爾曼濾波器的測量參數(shù)；將模型誤差和噪聲干擾結(jié)合進行分析處理，從而對卡爾曼濾波算法進行擴展，達到準確估算側(cè)偏角的效果。提出一種新控制方法，即集成前輪轉(zhuǎn)向角和橫擺力矩并作為控制輸入。算法的擴展則用于抗外界干擾，從而提高控制系統(tǒng)的魯棒性。通過試驗和仿真模擬驗證了算法的有效性。

Binh Minh Nguyen et al. Mechatronics(ICM)，2013 IEEEInternationalConferenceonVicenza， VI，Italy 2013.

編譯：羅家慶