[发明专利]面向复杂工况的分布式驱动电动汽车状态参数估计方法

权利要求书

1.面向复杂工况的分布式驱动电动汽车状态参数估计方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、考虑复杂工况下分布式驱动电动汽车的运动，构建四自由度电动汽车动力学模型，建立汽车纵向横向动力学方程、质心动力学方程和角动量动力学方程；

步骤二、选取魔术轮胎模型与所述四自由度电动汽车动力学模型相结合，推导所选取的电动汽车操纵稳定性关键参数的系统演化方程；

步骤三、建立车辆动力学系统，确定系统中车辆输入参数为车辆四轮纵向力、四轮横向力和四轮轮胎转角；车辆结构参数为车辆质量及车辆的几何参数，包括车辆总质量、车辆簧载质量、车辆转动惯量、车辆迎风面积、车辆车轨宽及车辆车轴距；实时测量参数为车辆纵向速度、横向速度、横摆角速度和侧倾角；

步骤四、建立自适应无迹卡尔曼滤波器，确定滤波器的待估量、输入量和观测量以将滤波器与车辆动力学系统进行对接；建立无迹卡尔曼滤波过程的状态方程、演化方程和观测方程；运用对称采样方法选取sigma点集及其权重值，确定车辆动力学系统的时间更新和观测更新，进行待估参数的修正及演化噪声方差和观测噪声方差自适应估计，最终实现对所选取的电动汽车状态参数的实时估计；

所述步骤一，考虑复杂工况下车辆的纵向运动、横向运动、横摆运动和侧倾运动建立四自由度车辆动力学方程如下：

式(1)为车辆纵向、横向动力学方程；

m,m_s分别表示车辆总质量和车辆簧载质量；u,V_y,ω分别表示车辆纵向速度、车辆横向速度和车辆横摆角速度；φ表示侧倾角；F_x,F_y,F_w,F_f分别表示车辆四轮纵向力、横向力、轮胎滚动阻力和车辆风阻；下标i＝f,r分别表示车辆前轮和车辆后轮，下标j＝l,r分别表示车辆左轮和车辆右轮，由此下标fl,fr,rl,rr分别表示车辆左前轮、右前轮、左后轮和右后轮；h表示车辆簧载部分质心到侧倾轴垂直距离；D_d,ρ,A_f分别表示汽车阻力系数、空气密度和车辆迎风面积；μ,g分别表示轮胎—道路附着系数和重力加速度；上标志“·”表示对所示量的微分；

式(2)(3)为车辆质心动力学方程；

下标j＝l,r分别表示车辆左轮和车辆右轮，由此下标fl,fr,rl,rr分别表示车辆左前轮、右前轮、左后轮和右后轮；V_g表示车辆水平方向合速度；δ表示轮胎转角；β表示质心侧偏角；m,m_s表示车辆总质量和车辆簧载质量；h表示车辆簧载部分质心到侧倾轴垂直距离；ω表示车辆横摆角速度；φ表示侧倾角；F_x,F_y表示车辆四轮纵向力、横向力；上标志“·”表示对所示量的微分；

式(4)为车辆角动量形式动力学方程；

I_zz,I_xz,I_xxs,I_xzs分别表示车辆横摆转动惯量、车辆质量绕x,z轴的转动惯量积、车辆簧载质量横摆转动惯量和车辆横摆质量绕x,z轴的转动惯量积；下标j＝l,r分别表示车辆左轮和车辆右轮，由此下标fl,fr,rl,rr分别表示车辆左前轮、右前轮、左后轮和右后轮；V_y,ω表示车辆横向速度和车辆横摆角速度；φ表示侧倾角；δ表示轮胎转角；m_s表示车辆簧载质量；M_z,M_x分别表示横摆、侧倾力矩；B_f,B_r分别表示车辆前、后车轨宽；L_f,L_r分别表示车辆前、后车轴距；h_rf,h_rr分别表示车辆前、后侧倾中心高度；g表示重力加速度；上标志“·”表示对所示量的微分。