[發明專利]基于狀態觀測器的四驅電動汽車速度與道路坡度估計方法

在審

• 申請號: 201810021204.1
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN108563143A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 郭洪艷;尹震宇;黃河;戴啟坤;陳虹
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 杜森垚

1.一種基于狀態觀測器的四驅電動汽車速度與道路坡度估計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、建立三自由度車輛模型；

步驟二、車輛狀態觀測器設計：以車輛傳感器測量的車輪轉動角速度與縱向加速度作為輸入，采用全維狀態觀測器理論，選取車輛縱向速度測量值v_x,i與縱向速度估計值的差值作為校正項，對車輛縱向速度設計車輛縱向速度觀測器；再以縱向速度估計值與縱向加速度作為輸入，設計道路坡度估計觀測器；最后將道路坡度的估計值反饋回縱向車速觀測器中，完成基于狀態觀測器的四驅電動汽車速度與道路坡度估計。

2.如權利要求1所述的一種基于狀態觀測器的四驅電動汽車速度與道路坡度估計方法，其特征在于，所述步驟一建立的三自由度車輛模型為：

其中，m是汽車總質量，單位kg；r為汽車的橫擺角速度，單位rad/s；v_x是在車體坐標系下的縱向速度，單位m/s；v_y是車輛在車體坐標系下的側向速度，單位m/s；F_xi，i＝1,...,4，分別表示車輛的左前縱向輪胎力、右前縱向輪胎力、左后縱向輪胎力、右后縱向輪胎力,單位N；F_yi，i＝1,...,4，分別表示車輛的左前側向輪胎力、右前側向輪胎力、左后側向輪胎力、右后側向輪胎力,單位N；θ為道路坡度，單位deg；C_x為縱向空氣阻力系數；g為重力加速度，單位N/kg。

3.如權利要求1所述的一種基于狀態觀測器的四驅電動汽車速度與道路坡度估計方法，其特征在于，所述步驟二設計的車輛縱向速度觀測器及道路坡度估計觀測器為：

其中，a_x為車輛的縱向加速度，單位m/s²；m是汽車總質量，單位kg；r為汽車的橫擺角速度，單位rad/s；v_x是在車體坐標系下的縱向速度，單位m/s；θ為道路坡度，單位deg；C_x為縱向空氣阻力系數；g為重力加速度，單位N/kg；K_i(i＝1,...4)代表觀測器增益；

縱向車速v_x的粗略測量值v_x,i是車輛的縱向速度測量值：

v_x,i＝R_eiω_i cosδ_i+rR_xi

其中，R_xi，i＝1,...,4，是質心與汽車車輪輪距T的關系：

δ_i，i＝1,...,4，是輪胎i的轉向角，單位rad；R_ei，i＝1,...,4，是輪胎i的有效半徑，單位m。