Carsim与Simulink联合仿真下的高精度车辆状态估计：包括横摆角速度、质心侧偏角、车速估计，基于滑模观测器与无迹卡尔曼滤波技术,Carsim与Simulink联合仿真下的高精度车辆状态估计：包
资源内容介绍
Carsim与Simulink联合仿真下的高精度车辆状态估计：包括横摆角速度、质心侧偏角、车速估计，基于滑模观测器与无迹卡尔曼滤波技术,Carsim与Simulink联合仿真下的高精度车辆状态估计：包括横摆角速度、质心侧偏角、车速估计，基于滑模观测器与无迹卡尔曼滤波技术,Carsim和simulink联合仿真车辆状态估计估计的状态为:横摆角速度，质心侧偏角，纵向车速，侧向车速先基于滑模观测器SMO估计轮胎的纵向力和侧向力，再基于无迹卡尔曼UKF和容积卡尔曼CKF进行了车辆状态估计，精度很高，图中的工况为双移线工况基于SMO滑模观测器的轮胎力估计方法省去了轮胎模型的使用，避免了稳态轮胎模型造成的轮胎力计算误差大的缺点，同时不需要轮胎的侧偏刚度作为已知参数等。,Carsim; simulink联合仿真; 车辆状态估计; 横摆角速度; 质心侧偏角; 纵向车速; 侧向车速; 滑模观测器SMO; 轮胎力估计; 无迹卡尔曼UKF; 容积卡尔曼CKF; 双移线工况; 轮胎模型省去; 稳态轮胎模型误差。,基于Carsim与Simulink联合仿真的车辆状态高精度估计：横摆角速度等多状态实 <link href="/image.php?url=https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/css/base.min.css" rel="stylesheet"/><link href="/image.php?url=https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/css/fancy.min.css" rel="stylesheet"/><link href="/image.php?url=https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/90430511/2/raw.css" rel="stylesheet"/><div id="sidebar" style="display: none"><div id="outline"></div></div><div class="pf w0 h0" data-page-no="1" id="pf1"><div class="pc pc1 w0 h0"><img alt="" class="bi x0 y0 w1 h1" src="/image.php?url=https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/90430511/bg1.jpg"/><div class="t m0 x1 h2 y1 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">Carsim<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">与<span class="_ _0"> </span></span>Simulink<span class="_ _0"> </span><span class="ff2">联合仿真车辆状态估计</span></div><div class="t m0 x1 h2 y2 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">在汽车动力学的研究中，<span class="_ _1"></span>车辆状态估计是至关重要的环节。<span class="_ _1"></span>为了准确估计车辆在复杂工况下</div><div class="t m0 x1 h2 y3 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">的状态，我们采用了<span class="_ _0"> </span><span class="ff1">Carsim<span class="_"> </span></span>和<span class="_ _0"> </span><span class="ff1">Simulink<span class="_ _0"> </span></span>联合仿真的方法，对车辆的横摆角速度、质心侧偏</div><div class="t m0 x1 h2 y4 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">角、纵向车速以及侧向车速进行了精确估计。</div><div class="t m0 x1 h2 y5 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">首先，<span class="_ _2"></span>我们基<span class="_ _2"></span>于滑模<span class="_ _2"></span>观测<span class="_ _2"></span>器（<span class="ff1">SMO<span class="_ _2"></span></span>）对轮<span class="_ _2"></span>胎的纵<span class="_ _2"></span>向力和<span class="_ _2"></span>侧向力<span class="_ _2"></span>进行了<span class="_ _2"></span>估计。<span class="_ _2"></span>滑模观<span class="_ _2"></span>测器是</div><div class="t m0 x1 h2 y6 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">一种非线性观测器，<span class="_ _1"></span>其优点在于可以省去轮胎模型的使用，<span class="_ _1"></span>避免了稳态轮胎模型可能带来的</div><div class="t m0 x1 h2 y7 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">轮胎力计算误差大的问题。<span class="_ _3"></span>同时，<span class="_ _3"></span>该方法不需要轮胎的侧偏刚度作为已知参数，<span class="_ _3"></span>因此在实际</div><div class="t m0 x1 h2 y8 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">应用中具有更高的灵活性和适应性。</div><div class="t m0 x1 h2 y9 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">在<span class="_ _0"> </span><span class="ff1">SMO<span class="_"> </span></span>估计轮胎力的<span class="_ _2"></span>基础上，我们<span class="_ _2"></span>进一步采用<span class="_ _2"></span>了无迹卡尔曼<span class="_ _2"></span>滤波（<span class="ff1">UKF</span>）<span class="_ _2"></span>和容积卡尔曼<span class="_ _2"></span>滤</div><div class="t m0 x1 h2 ya ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">波<span class="_ _4"></span>（<span class="ff1">CKF</span>）<span class="_ _4"></span>进行车辆状态的估计。<span class="_ _4"></span>这两种滤波方法都是基于贝叶斯估计的递归算法，<span class="_ _4"></span>能够在</div><div class="t m0 x1 h2 yb ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">动态系统中有效地进行状态估计。<span class="_ _1"></span>它们的特点是能够处理非线性系统，<span class="_ _1"></span>并且具有较高的精度</div><div class="t m0 x1 h2 yc ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">和稳定性。</div><div class="t m0 x1 h2 yd ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">在双移线工况下，<span class="_ _3"></span>我们进行了仿真实验。<span class="_ _3"></span>该工况是一种典型的复杂驾驶场景，<span class="_ _3"></span>要求车辆具备</div><div class="t m0 x1 h2 ye ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">较高的动力学控制能力。在仿真中，我们通过<span class="_ _0"> </span><span class="ff1">Carsim<span class="_"> </span></span>和<span class="_ _0"> </span><span class="ff1">Simulink<span class="_ _0"> </span></span>的联合仿真，实时获取车</div><div class="t m0 x1 h2 yf ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">辆的各项状态数据。然后，利用<span class="_ _0"> </span><span class="ff1">SMO</span>、<span class="ff1">UKF<span class="_"> </span></span>和<span class="_ _0"> </span><span class="ff1">CKF<span class="_ _0"> </span></span>等方法对车辆状态进行估计。</div><div class="t m0 x1 h2 y10 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">通过对比分析，我们发现基于<span class="_ _5"> </span><span class="ff1">SMO</span>、<span class="ff1">UKF<span class="_"> </span></span>和<span class="_ _0"> </span><span class="ff1">CKF<span class="_ _0"> </span></span>的车辆状态估计方法具有较高的精度。其</div><div class="t m0 x1 h2 y11 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">中，<span class="ff1">SMO<span class="_"> </span></span>能够快速准确地估<span class="_ _2"></span>计出轮胎的纵向<span class="_ _2"></span>力和侧向力，为后<span class="_ _2"></span>续的状态估计提<span class="_ _2"></span>供了可靠的</div><div class="t m0 x1 h2 y12 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">基础。<span class="_ _3"></span>而<span class="_ _0"> </span><span class="ff1">UKF<span class="_"> </span></span>和<span class="_ _0"> </span><span class="ff1">CKF<span class="_ _0"> </span></span>则能够在<span class="_ _0"> </span><span class="ff1">SMO<span class="_ _0"> </span></span>的基础上，<span class="_ _3"></span>进一步对车辆状态进行精确估计，<span class="_ _3"></span>包括横摆</div><div class="t m0 x1 h2 y13 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">角速度、质心侧偏角、纵向车速以及侧向车速等。</div><div class="t m0 x1 h2 y14 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">在实际应用中，<span class="_ _1"></span>我们的方法避免了使用复杂的轮胎模型和大量的已知参数，<span class="_ _1"></span>从而简化了系统</div><div class="t m0 x1 h2 y15 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">设计和计算过程。<span class="_ _3"></span>同时，<span class="_ _3"></span>高精度的车辆状态估计为车辆的控制系统提供了可靠的依据，<span class="_ _3"></span>有助</div><div class="t m0 x1 h2 y16 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">于提高车辆的驾驶安全和舒适性。</div><div class="t m0 x1 h2 y17 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">总的来说，<span class="_ _1"></span>我们的方法在双移线工况下的仿真实验中取得了良好的效果，<span class="_ _1"></span>为车辆动力学研究</div><div class="t m0 x1 h2 y18 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">和控制提供了新的思路和方法。<span class="_ _6"></span>未来，<span class="_ _6"></span>我们将进一步优化算法，<span class="_ _6"></span>提高估计精度和稳定性，<span class="_ _6"></span>以</div><div class="t m0 x1 h2 y19 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">适应更多复杂的驾驶场景和工况。电梯仿真模拟控制系统设计</div><div class="t m0 x1 h2 y1a ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">一、概述</div><div class="t m0 x1 h2 y1b ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">电梯是现代建筑中的重要组成部分，<span class="_ _1"></span>保障其运行安全及可靠性显得至关重要。<span class="_ _1"></span>为满足现实生</div><div class="t m0 x1 h2 y1c ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">活中的使用需求及训练操作人员的操作能力，<span class="_ _7"></span>采用电梯仿真模拟技术成为了有效的解决方案。</div><div class="t m0 x1 h2 y1d ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">本文将详细<span class="_ _2"></span>介绍基于西门<span class="_ _2"></span>子博图<span class="_ _0"> </span><span class="ff1">S7-1200 PLC<span class="_"> </span></span>与触摸屏<span class="_ _0"> </span><span class="ff1">HMI<span class="_"> </span></span>的电梯模<span class="_ _2"></span>拟仿真控制系<span class="_ _2"></span>统的设</div><div class="t m0 x1 h2 y1e ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">计。</div><div class="t m0 x1 h2 y1f ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">二、系统设计基础</div><div class="t m0 x1 h2 y20 ff1 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">1. <span class="_ _8"> </span><span class="ff2">硬件配置</span></div><div class="t m0 x1 h2 y21 ff2 fs0 fc0 sc0 ls0 ws0">本系统以西<span class="_ _2"></span>门子<span class="_ _0"> </span><span class="ff1">S7-1200 PLC<span class="_"> </span></span>为核心控制单<span class="_ _2"></span>元，配备触摸<span class="_ _2"></span>屏<span class="_ _0"> </span><span class="ff1">HMI<span class="_"> </span></span>作为用户交互界面<span class="_ _2"></span>。通过</div></div><div class="pi" data-data='{"ctm":[1.611830,0.000000,0.000000,1.611830,0.000000,0.000000]}'></div></div>