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北京航空航天大学学报 2024年

作者：雍加望董懿瑶李岩松陈艳艳冯能莲中国铁路北京局集团有限公司北京动车段北京工业大学城市建设学部北京工业大学城市环境与生命学部

路面附着系数（TRFC，Tire-Road Friction Coefficient）是影响汽车行驶稳定性与动力学控制的关键因素，而采用非线性模型的无迹卡尔曼滤波（UKF，Unscented Kalman Filter）TRFC观测器在车辆起步或路面条件发生突变时收敛较慢，采用线... 详细信息

路面附着系数（TRFC，Tire-Road Friction Coefficient）是影响汽车行驶稳定性与动力学控制的关键因素，而采用非线性模型的无迹卡尔曼滤波（UKF，Unscented Kalman Filter）TRFC观测器在车辆起步或路面条件发生突变时收敛较慢，采用线性模型的强跟踪卡尔曼滤波（STKF，Strong Tracking Kalman Filter）TRFC观测器在较大侧向加速度工况下精度显著降低。因此，提出一种基于UKF和STKF融合的TRFC观测方法。建立了面向控制的线性2自由度和非线性3自由度车辆模型、Dugoff轮胎模型；基于线性车辆模型并引入时变渐消因子，设计了STKF-TRFC观测器；基于非线性车辆模型和轮胎模型建立了UKF-TRFC观测器；探索轮胎侧向线性区域与非线性区域之间的临界点，在临界区域利用渐消记忆加权最小二乘法对两种观测器结果进行融合。硬件在环仿真试验结果表明：所提出的融合观测方法对车速与路面条件变化表现出较强的鲁棒性与精确性，相比单一STKF-TRFC观测器和UKF-TRFC观测器，其平均绝对误差最高分别降低了94.9%和78.1%，其均方根误差最高分别降低了59.2%和56.9%。

关键词：路面附着系数融合观测强跟踪卡尔曼滤波无迹卡尔曼滤波

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