卡尔曼滤波及其衍生算法在车辆动力学参数估计中的应用比较

摘要

为更好地表现车辆不同工况下行驶状态，实现相关稳定性控制，在数理分析及模型统一的前提下设计卡尔曼及其衍生算法，对车辆行驶稳定性状态参数质心侧偏角、横摆角速度进行估计对比研究。利用Matlab/Simulink分别建立相关参数估计的算法模型、车辆动力学模型与CarSim进行联合仿真。从仿真时长及误差结果等对算法本身特性、优劣进行验证与分析，传统卡尔曼全工况实时性优势突出，估计精度仅在系统线性状态下有保障；扩展卡尔曼仿真耗时较长，线性及部分非线性状态下估计可靠，非线性强烈下数据表现偏离标准；无迹卡尔曼全工况下估算精度较高，但算法仿真实时性差；容积卡尔曼多变工况下估计精度好、误差分布稳定，且算法仿真实时性次优。

关键词

车辆动力学 / 参数估计 / 卡尔曼滤波 / 卡尔曼衍生算法