基于集合卡尔曼滤波的高机动救援车辆主动悬挂控制方法

作者:李文航; 倪涛; 赵丁选*; 张泮虹; 师小波
来源:吉林大学学报(工学版), 2022, 52(12): 2816-2826.
DOI:10.13229/j.cnki.jdxbgxb20211448

摘要

针对高机动救援车辆提出一种主动悬挂系统控制策略——基于集合卡尔曼滤波技术的模型预测控制策略(EnKF-MPC)。首先,对高机动救援车辆主动悬挂系统进行动力学建模,通过集合卡尔曼滤波技术完成车辆动力学系统和车载组合导航系统的数据融合,实现车辆位姿信息的精确估计;针对组合导航系统垂向位移误差较大的问题,设计了点云匹配算法,完成车辆垂向位移信息的精确评估。其次,提出了模型预测控制策略,将集合卡尔曼滤波算法得到的车辆位姿信息和车载雷达系统获取的道路信息作为系统输入对车辆主动悬挂系统进行实时控制。最后,进行了实车验证,结果表明,提出的车辆位姿估计算法垂向位移误差为±3.100cm,俯仰角误差为±0.175°,侧倾角误差为±0.210°。相比于被动悬挂,提出的主动悬挂控制方法垂向位移均方根平均值降低37%,俯仰角度均方根平均值降低35%,侧倾角度均方根平均值降低35%,显著提升了车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。

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