吉林大学学报(工学版) ›› 2019, Vol. 49 ›› Issue (4): 1017-1025.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20180517

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基于纵向车速估算的商用车ABS神经网络滑模控制

李静(),石求军,刘鹏,户亚威   

  1. 吉林大学 汽车仿真与控制国家重点实验室, 长春 130022
  • 收稿日期:2018-05-17 出版日期:2019-07-01 发布日期:2019-07-16
  • 作者简介:李静(1974?),男,教授,博士生导师. 研究方向:车辆地面力学. E?mail:liye1129@163.com
  • 基金资助:
    国家科技支撑计划项目(2015BAG01B01)

Neural network sliding mode control of commercial vehicle ABS based on longitudinal vehicle speed estimation

Jing LI(),Qiu⁃jun SHI,Peng LIU,Ya⁃wei HU   

  1. State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control,Jilin University,Changchun 130022,China
  • Received:2018-05-17 Online:2019-07-01 Published:2019-07-16

摘要:

针对商用车防抱死制动系统(ABS)控制中纵向车速难以直接获得,提出了强跟踪容积卡尔曼滤波(STCKF)算法对制动过程中的纵向车速进行估算。然后根据ABS控制需求,提出了商用车ABS神经网络滑模控制算法,利用滑模算法对ABS的滑移率进行控制,再利用神经网络对滑模控制器的参数进行自适应调节。最后通过Matlab/Simulink与TruckSim联合仿真,分别在高、中、低附着系数路面和对开路面上进行仿真验证。仿真结果表明:强跟踪容积卡尔曼滤波算法对纵向车速的估算较为精确,ABS神经网络滑模控制效果良好。

关键词: 车辆工程, 制动防抱死系统, 强跟踪容积卡尔曼滤波, 神经网络, 滑模控制

Abstract:

It is difficult to directly obtain the longitudinal vehicle speed of commercial vehicle in the anti-lock braking system (ABS). In order to estimate the longitudinal speed in the braking process, a strong tracking-cubature Kalman filter algorithm was proposed. Then, according to the ABS control requirements, a commercial vehicle ABS neural network sliding control algorithm was established. It uses the sliding mode algorithm to control the slip rate of ABS, and uses the neural network to adjust the parameters of the sliding control algorithm. Through Matlab/Simulink and TruckSim co-simulation, simulations tests were conducted on high, medium, low, and off-road surfaces, respectively. The simulation results show that the strong tracking cubature Kalman filter algorithm is accurate in estimating the longitudinal speed, and the neural network sliding control algorithm of ABS has good effect.

Key words: vehicle engineering, braking antilock braking system, strong tracking cubature Kalman filtering(STCKF), neural network, sliding mode control

中图分类号: 

  • U461.1

图1

整车动力学模型示意图"

图2

控制架构"

图3

神经网络结构"

表1

车辆主要仿真参数"

车辆主要参数 数值 单位
整车质量 6360 kg
轴距 4490 mm
质心到前轴距离 3105 mm
质心高度 1200 mm
车轮滚动半径 510 mm
车轮转到惯量 14 kg·m2

图4

STCKF和CKF估算纵向车速及误差(μ=0.8)"

图5

估算车速和4个车轮轮速(μ=0.8)"

图6

四个车轮滑移率(μ=0.8)"

图7

STCKF和CKF估算纵向车速及误差(μ=0.5)"

图8

估算车速和4个车轮轮速(μ=0.5)"

图9

四个车轮滑移率(μ=0.5)"

图10

STCKF和CKF估算纵向车速及误差(μ=0.3)"

图11

估算车速和4个车轮轮速(μ=0.3)"

图12

四个车轮滑移率(μ=0.3)"

图13

STCKF和CKF估算纵向车速及误差(对开路面)"

图14

估算车速和四个车轮轮速(对开路面)"

图15

四个车轮滑移率(对开路面)"

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