[發明專利]汽車橫向動力學的子空間辨識方法

在審

• 申請號: 201610022464.1
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105678000A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 管西強;巴騰躍;楊維妙;馮鵬鵬
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術領域

本發明涉及的是一種汽車設計領域的技術，具體是一種基于子空間辨識的汽車橫向動力 學建模方法。

背景技術

汽車動力學模型辨識包括模型結構的選擇和辨識方法的使用。在模型結構方面，目前， 線性開環模型結構在一定程度上可用于車輛系統的仿真，但由于該模型結構本身的限制，導致 辨識系統真實的動態響應較差，很難準確地反應出實際車輛系統的動態細節。其次，線性車輛 辨識模型的適用前提是車速恒定且側向加速度小于0.4個重力加速度，這樣的要求對于真實車 輛系統來說并不實際。為克服模型結構的上述缺點，還提出了一種基于單軌車輛模型的線性變 參數結構，在其模型結構中，待辨識車輛系統的系數都為關于縱向車速倒數的多項式函數，盡 管充分考慮了縱向車速的變化，但遺憾的是輪胎側偏特性仍然在線性域。另外，在推導該模型 結構的過程中，系統的輸出量必須包含質心側偏角信號，這在實際的汽車系統中并不容易實現， 因為側偏角傳感器的價格較高且測量精度差，一般僅通過估計手段獲得。

在辨識方法的使用方面，盡管一些智能方法(如：人工神經網絡、最小二乘支持向量機) 可以辨識出具有很高精度的模型，但是由于這樣的模型缺乏明確的物理意義，應用范圍受到了 限制。集員辨識方法雖然考慮了線性時變參數的影響，但其僅僅是針對單輸入單輸出系統，對 于具有多輸入多輸出特點的車輛系統而言，辨識效率低。此外，經典子空間方法雖然可以有效 地用于有多輸入多輸出系統，但在閉環條件下估計的結果是有偏的。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提出一種基于子空間辨識的汽車橫向動力學建模 方法，綜合考慮了汽車系統的多輸入多輸出、人-車-路大閉環以及非線性等特點，能夠快速、 有效地辨識出實際汽車系統的動力學模型，并且對模型進行實時更新，獲得的模型可以準確地 預測系統的輸出。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明將輪胎的非線性車輛動力學模型在當前工況點x_t和u_t處通過一階Taylor展開進 行線性化，構建得到增量形式的非線性汽車橫向動力學模型結構，并通過遞推閉環子空間辨識 方法得到模型結構的車輛系統矩陣的最優估計。

所述的增量形式的非線性汽車橫向動力學模型結構為：