四轮驱动电动汽车基于神经网络的行驶参数估计研究

来源 :长春工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:whp71518255
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
四轮驱动电动汽车在节能、环保、动力学控制等方面具有巨大的发展潜力,逐渐成为国内外电动汽车领域的主要研究方向。获得实时准确的车辆状态参数是车辆控制的基础,受传感器成本及实际应用条件的限制,量产车的控制系统无法获得充足的车辆状态参数从而降低了车辆的控制性能和安全性能。为此,本文以四轮驱动电动汽车为研究对象,针对“质心侧偏角的估计”和“路面附着系数的估计”两个方向展开研究。具体的研究内容如下:首先,搭建车辆动力学仿真模型。建立可以准确反映车身和车轮运动的七自由度车辆模型;基于Maple Sim搭建能够准确客观反映车身、悬架和车轮运动特性的多体车辆动力学模型;将所建立的两种车辆模型进行对比验证模型的准确性,为了更加精确的反映车辆运动特性,将Maple Sim多体车辆动力学模型作为后文硬件在环模拟平台(Hi L)搭建、估计算法Hi L验证的车辆模型。其次,质心侧偏角是表征车辆稳定性的主要参数,本文提出一种基于质心侧偏角稳态模型与RBF神经网络联合校正的车辆状态估计方法。基于车辆侧向二自由度模型建立质心侧偏角稳态模型,为获得稳态模型中轮胎侧偏刚度值,设计了基于岭回归法的轮胎侧偏刚度估计器;将提出的稳态模型校正运动学方法实现车辆侧向速度的估计。利用RBF神经网络校正运动学方法实现对纵向速度的估计,解耦质心侧偏角中纵向速度的运动学表达;在常规工况和复合工况下对估计方法进行仿真验证,并对估计结果进行均值、方差和均方根误差的统计学分析,分析结果证明了所提出方法的有效性。再次,路面附着系数是直接影响轮胎力的关键参数,上文车辆状态估计器开发是以路面附着系数为已知条件设计的,然而在实际量产车辆中无法直接获得路面附着系数的准确值,为此本文提出了基于深度神经网络与扩张状态观测器融合技术的路面附着系数估计方法。应用深度神经网络图像识别的方法识别路面类型,采用PSPNet语义分割模型对路面图片进行语义分割,对分割结果的路面类型(干、湿、冰雪)进行辨识,在获得路面类型的同时获得车辆的可行驶区域;由于图像识别方法不能提供精确的路面附着系数值,所以根据车轮模型设计基于扩张状态观测器的动力学路面附着系数估计方法;根据两种估计方法的特点设计了以转向角为切换条件的融合估计方法,试验结果证明了所设计路面附着系数估计器的有效性。最后,为了进一步验证本文提出估计方法的准确性、实时性,本文利用NIPXI、d SPACE、驾驶模拟器等实时硬件系统搭建硬件在环模拟平台,应用该平台对提出的车辆状态参数估计算法进行验证,并对试验结果进行均值、方差和均方根误差的统计学分析,分析结果表明,提出的基于联合校正运动学方法的车辆估计器有效克服了运动学估计方法的稳态漂移问题,同时补充了稳态模型估计方法对于暂态性能表达不足的问题,在高附着、低附着路面有效估计了质心侧偏角和车速;提出的基于融合技术的路面附着系数估计器的估计结果满足上文估计器的使用要求。
其他文献
随着科技飞速进步,电力电子技术被广泛应用于各种前沿科技领域,并渗透到了工业生产、电力系统等方方面面。在电力系统向新能源转型的过程中,直流输电线路越来越多,电网的电压等级也不断提高,高压电力电子集成技术随之快速发展,为了满足电力电子装置的功率范围、电压应力等性能要求,电力电子系统集成化、标准化、模块化技术仍然需要深入研究。其中,多变换器模块输入串联输出并联(Input Series Output P
学位
光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)由于其自身本质无源、耐腐蚀、抗电磁干扰、测量速度快、传输距离远等优点,使其可以安装在各种复杂恶劣的环境中,为电力工程、深隧工程、交通隧道、能源勘探等领域进行结构健康监测、火灾报警、周界安防等应用的应变、温度、振动等参量进行实时在线监测。本文围绕深隧工程中隧道损伤情况进行长期健康监测的问题,在研究弱光纤光栅传感机理、混合复用及波长特征识
学位
随着互联网的快速发展,人们几乎每天都会在电商平台和社交软件中发表自己的观点、看法。通过情感分析技术能够自动从海量的等带有情感极性的评论文本中获取人们对事件、商品的情感倾向,这对于很多行业来说都有着巨大的价值。然而传统的粗粒度情感分析已经不能够满足人们的需求,人们往往希望获得对于某些事物或商品更加全面的了解。细粒度的方面级情感分析旨在分析不同方面所表达的不同情感,能够帮助人们更好的了解事物或商品的各
学位
检索相关文献,对中枢敏化在慢性疼痛患者中的研究现状,具体内涵包括中枢敏化的定义、评估工具、非药物治疗等进行综述,以期为护士推动和完善慢性疼痛的评估和干预策略等提供借鉴和参考。
期刊
随着社会的发展,工业对于电能质量的要求不断提高,消除负荷变化对电力系统频率稳定的影响十分重要。同时,由于互联电力系统的不断扩大以及电网的信息化、自动化、智能化程度不断提升,也引起了一些新的问题,互联电力系统的扩大会引起通信量过大的问题,而且电网也更容易遭受恶意网络攻击,对电网安全和稳定运行造成危害。负荷频率控制(Load Frequency Control,LFC)作为电力系统中的重要组成部分,其
学位
在当今科学技术不断进步的时代,机械臂被广泛的应用到各行各业。但有些重载机械臂在进行搬运吊装任务时,总会受到环境因素制约,就会导致搬运成功率低下,规划时间较长。随着机器视觉以及人工智能等技术的发展,把视觉与机械臂相结合,使机械臂具有自主视觉定位检测能力,这对提升机械臂的检测能力和实现机械臂柔性装配、自适应抓取、精确定位等工作具有重要的意义。本文基于吊装机械臂装载货物自动对准时的作业背景,研究了一种双
学位
临床上,多数疾病早期症状并不明显,这使得很多病患错过了最佳的诊断和治疗时机。人体呼气中包含有自身新陈代谢的产物,在一定程度上能够反映人体的健康状况。通过对呼气中某些与特定疾病相关的标志物气体进行检测,有望实现对人体可能患有的疾病进行初筛和早期诊断。与传统的气相色谱法相比,基于阵列式传感器的呼气检测法具有价格便宜、操作简单、体积小巧等优点,非常适合开发为便携式气体检测仪器。本文研究与设计了一款基于阵
学位
随着世界经济的飞速发展,对化石能源的需求量越来越大,由于能源缺口所造成的如环境污染、社会动荡等一系列问题严重的威胁着人类的生存。对于便携式装置而言,电池是常用的储能和供能装置,但电池存在使用寿命有限,废弃后容易造成污染等不利条件,且频繁的更换电池也限制着便携装置的使用环境。故而,寻求和开发一种可再生的清洁能源,成为解决上述问题的一种可行方法。摩擦纳米发电机(TENG)因其结构简单、便于批量制作和部
学位
人们对于数据保护和隐私安全的关注度不断提高以及数据保护法律和法规的实施,影响了极度依赖数据的人工智能的发展。为了既能利用数据创造价值又能确保用户隐私安全,学者们提出了联邦学习。联邦学习通过隐私保护技术融合多方数据信息,协同构建全局模型,这种模式极大的保护了数据贡献方的数据隐私,激励参与方共同构建模型创造更多利益。目前联邦学习仍然容易受到数据投毒,模型投毒,成员推理攻击等攻击威胁。区块链的飞速发展和
学位
激光诱导击穿光谱技术(LIBS)凭借实时、原位、无需样品制备及检测稳定性等方面的优势已经广泛应用于各个领域,但LIBS技术应用于冶金现场成分检测分析时,由于温度波动范围较大、等离子体采集困难等因素,导致LIBS定量分析精度低、重复性差。针对上述问题,本文通过研究温度变化对等离子体特征参数的影响,总结了特征参数随温度变化的规律,并提出采用极限学习机(ELM)提高在不同温度下LIBS定量分析的精确度,
学位