一种车辆动力学参数辨识方法、系统、车辆及存储介质技术方案

本申请提供了一种车辆动力学参数辨识方法、系统、车辆及存储介质。方法包括步骤：获取车辆的轴距L

【技术实现步骤摘要】
一种车辆动力学参数辨识方法、系统、车辆及存储介质


[0001]本申请涉及车辆动力学参数辨识
，尤其涉及一种车辆动力学参数辨识方法、系统、车辆及存储介质。

技术介绍

[0002]在车辆动力学参数辨识
，根据所考虑的动力学方程的维度和自由度，可以分成以下几类：
[0003](1)只考虑车辆纵向动力学的参数辨识，如专利文献CN102486400A、CN103946679A、CN103264669A、CN105416294A、CN113468653A等，这类方法一般只建立了单自由度的车辆纵向动力学方程，可以辨识出质量、质心位置等部分参数；
[0004](2)只考虑车辆横向动力学的参数辨识，如专利文献CN105678000A、CN113609586A等，这类方法一般建立横向和扭转的2自由度动力学方程，可以辨识出车辆转动惯量、侧偏刚度等部分参数；
[0005](3)只考虑车辆垂向动力学的参数辨识，如专利文献CN106644519A利用半车四自由度模型，建立了车辆的垂向动力学方程，辨识了部分车辆动力学参数；
[0006](4)考虑车辆纵横向动力学的参数辨识，如文献[1]‑
[4]和专利文献CN111186445A、CN113591278A等，这类方法建立了车辆的2～3自由度的纵向和横向动力学方程，可以辨识出整车质量、轴距、侧偏刚度等部分参数。
[0007]除此之外，文献[5]建立了车辆的3自由度模型，利用遗传算法和神经网络辨识了整车惯性参数和车辆质心侧偏角。
[0008]综上所述，现有的车辆动力学参数辨识文献大部分只考虑了车辆的1～2个维度，建立的动力学方程自由度少，可以辨识的动力学参数也有限。而根据文献[6]可知，要想建立完整的车辆动力学模型，至少需要建立7自由度动力学方程，考虑车辆垂向、俯仰、横滚等多个维度的运动，并考虑车辆各个悬架、轮胎等部件的影响。只有建立更全面的动力学方程，才可以辨识更充足的车辆动力学参数，并得到更精确的结果。
[0009]前文提到的非专利文献为：
[0010][1]Khaknejad,M.B.,Kazemi,R.,Azadi,S.and Keshavarz,A.,2011,June.Identification of vehicle parameters using modified least square method in ADAMS/Car.In Proceedings of2011International Conference on Modelling,Identification and Control(pp.98
‑
103).IEEE。
[0011][2]Wesemeier,D.and Isermann,R.,2009.Identification of vehicle parameters using stationary driving maneuvers.Control Engineering Practice,17(12),pp.1426
‑
1431。
[0012][3]王杰，基于扩展卡尔曼滤波的车辆参数辨识[J]，现代机械，2019，3：4
‑
9。
[0013][4]方兴，智能车动力学模型参数辨识方法研究[D]，上海：上海交通大学，2009。
[0014][5]张庆春，车辆动力学关键参数辨识研究[D]，武汉：华中科技大学，2007。
[0015][6]张进秋，黄大山，姚军，车辆悬架系统振动控制[M]。北京：国防工业出版社，2020。

技术实现思路

[0016]针对现有技术存在的以上不足之处，本申请的目的在于提供一种通过七自由度车辆模型和车辆的动态响应实现多个车辆动力学参数辨识的车辆动力学参数辨识方法，以及基于该方法或用于应用该方法的车辆动力学参数辨识系统、车辆及存储介质。
[0017]为了实现上述目的，本申请提供了以下的技术方案。
[0018]一种车辆动力学参数辨识方法，包括步骤：获取车辆的静态参数，所述静态参数包括车体的车体质量m
c
、轴距L
x
、轮距L
y
，所述车体为所述车辆的簧上车辆结构及载荷；获取车辆的动态响应：在所述车辆的四个车轮受到垂向激励时，同步获取动态响应测量值，所述动态响应测量值包括所述车体的垂向加速度横滚角加速度俯仰角加速度以及四个悬架的相对高度和垂向相对速度；车辆动力学参数辨识：通过七自由度车辆模型和所述静态参数、所述动态响应得到所述车辆的动力学参数的估计值，所述动力学参数包括车体侧倾转动惯量I
ox
、车体俯仰转动惯量I
oy
、前悬架刚度系数k
sa
、后悬架刚度系数k
sb
、前悬架阻尼系数c
sa
、后悬架阻尼系数c
sb
中的至少一个。
[0019]在一些实施方式中，所述车辆动力学参数辨识步骤具体包括：通过所述七自由度车辆模型的动力学方程推导出解耦动力学方程Φη＝δ，其中Φ为包括至少部分所述动态响应测量值的观测矩阵，δ为包括部分所述动态响应测量值的姿态向量，η为包括至少一所述动力学参数的参数向量；获取N个时间点t1，t2，
…
，t
N
的所述观测矩阵和所述姿态向量采用最小二乘法求解超定方程组Φ
∑
η＝δ
∑
，得到所述参数向量η的求解方程程
[0020]其中
[0021]η＝[η
1 η
2 η
3 η
4 η
5 η6]T
；
[0022]根据求出的所述参数向量η，得到各个所述动力学参数的估计值，即
[0023][0024][0025]在一些实施方式中，所述最小二乘法为加权最小二乘法，所述求解方程为其中Λ为加权矩阵，用于对所述动态响应测量值进行加权。
[0026]在一些实施方式中，所述获取车辆的动态响应步骤中，对至少部分所述动态响应
测量值的测量数据进行滤波处理；所述滤波处理中采用的滤波器为FIR低通滤波器、IIR低通滤波器、卡尔曼低通滤波器、卡尔曼平滑器或频域低通滤波器中的一种。
[0027]在一些实施方式中，所述获取车辆的动态响应的步骤中，通过在所述车辆上设置传感器测量所述动态响应测量值；所述传感器包括：左前车高传感器，用于获得左前悬架相对高度Δ
la
和左前悬架垂向相对速度右前车高传感器，用于获得右前悬架相对高度Δ
ra
和右前悬架垂向相对速度左后车高传感器，用于获得左后悬架相对高度Δ
lb
和左后悬架垂向相对速度右后车高传感器，用于获得右后悬架相对高度Δ
rb
和右后悬架垂向相对速度第一加速度计、第二加速度计、第三加速度计、第四加速度计：设置于所述车体上，且在水平面的投影相互本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆动力学参数辨识方法，其特征在于，包括步骤：获取车辆的静态参数，所述静态参数包括车体的车体质量m
c
、轴距L
x
、轮距L
y
，所述车体为所述车辆的簧上车辆结构及载荷；获取车辆的动态响应：在所述车辆的四个车轮受到垂向激励时，同步获取动态响应测量值，所述动态响应测量值包括所述车体的垂向加速度横滚角加速度俯仰角加速度以及四个悬架的相对高度和垂向相对速度；车辆动力学参数辨识：通过七自由度车辆模型和所述静态参数、所述动态响应得到所述车辆的动力学参数的估计值，所述动力学参数包括车体侧倾转动惯量I
ox
、车体俯仰转动惯量I
oy
、前悬架刚度系数k
sa
、后悬架刚度系数k
sb
、前悬架阻尼系数c
sa
、后悬架阻尼系数c
sb
中的至少一个。2.根据权利要求1所述的车辆动力学参数辨识方法，其特征在于，所述的车辆动力学参数辨识具体包括：通过所述七自由度车辆模型的动力学方程推导出解耦动力学方程Φη＝δ，其中Φ为包括至少部分所述动态响应测量值的观测矩阵，δ为包括部分所述动态响应测量值的姿态向量，η为包括至少一所述动力学参数的参数向量；获取N个时间点t1，t2，
…
，t
N
的所述观测矩阵和所述姿态向量采用最小二乘法求解超定方程组Φ
∑
η＝δ
∑
，得到所述参数向量η的求解方程其中η＝[η
1 η
2 η
3 η
4 η
5 η6]
T
；根据求出的所述参数向量η，得到各个所述动力学参数的估计值：根据求出的所述参数向量η，得到各个所述动力学参数的估计值：3.根据权利要求2所述的车辆动力学参数辨识方法，其特征在于，所述最小二乘法为加权最小二乘法，所述求解方程为其中Λ为加权矩阵，用于对所述动态响应测量值进行加权。4.根据权利要求1所述的车辆动力学参数辨识方法，其特征在于，所述获取车辆的动态响应的步骤具体包括，对至少部分所述动态响应测量值的测量数据进行滤波处理；
所述滤波处理中采用的滤波器为FIR低通滤波器、IIR低通滤波器、卡尔曼低通滤波器、卡尔曼平滑器或频域低通滤波器中的一种。5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆动力学参数辨识方法，其特征在于，所述获取车辆的动态响应的步骤具体包括，通过在所述车辆上设置传感器测量所述动态响应测量值；所述传感器包括：左前车高传感器，用于获得左前悬架相对高度Δ
la
和左前悬架垂向相对进度右前车高传感器，用于获得右前悬架相对高度Δ
ra
和右前悬架垂向相对速度左后车高传感器，用于获得左后悬架相对高度Δ
lb
和左后悬架垂向相对速度右后车高传感器，用于获得右后悬架相对高度Δ
rb
和右后悬架垂向相对速度第一加速度计、第二加速度计、第三加速度计、第四加速度计：设置于所述车体上，且在水平面的投影相互远离地构成一四边形的四个顶角，用于测量竖直方向的加速度后获得所述垂向加速度所述横滚角加速度和所述俯仰角加速度6.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆动力学参数辨识方法，其特征在于，所述获取车辆的动态响应的步骤具体包括，通过在所述车辆上设置传感器测量所述动态响应测量值；所述传感器包括：左前车高传感器，用于获得左前悬架相对高度Δ
la
和左前悬架垂向相对速度右前车高传感器，用于获得右前悬架相对高度...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡景晨，
申请(专利权)人：上海新纪元机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：