Enfoque de Filtro de Kalman Unscented Adaptativo para la Estimación Precisa del Ángulo de Deslizamiento Lateral a través del Reconocimiento de Condiciones de Operación
Autores: Zhao, Liang; Wang, Jiawei; Hu, Yingjia; Li, Liang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Enfoque de Filtro de Kalman Unscented Adaptativo para la Estimación Precisa del Ángulo de Deslizamiento Lateral a través del Reconocimiento de Condiciones de Operación
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Método
ángulo de deslizamiento lateral del vehículo
Filtro de Kalman no lineal
Estrategia adaptativa
Modelo dinámico
Modelo cinemático
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un método innovador para estimar el ángulo de deslizamiento lateral de un vehículo al integrar un Filtro de Kalman sin ruido (UKF) acoplado dinámico-cinemático con una estrategia adaptativa que garantiza precisión en diversas condiciones de superficie y escenarios operativos. Esta investigación emplea un modelo cinemático de vehículo de dos grados de libertad para actualizaciones de estado y construye un modelo dinámico del vehículo, utilizando parámetros obtenidos de la calibración real del vehículo para monitorear el sistema. Además, este documento explora a fondo las características de rendimiento y las condiciones aplicables de los modelos dinámico y cinemático. Propone factores de velocidad de referencia, factores de fricción de superficie y factores de características laterales para indicar los niveles de confianza de los dos modelos bajo diferentes condiciones de operación y abordar los requisitos de estimación de estado en diversos escenarios. Por lo tanto, la estrategia adaptativa ajusta proactivamente la matriz de covarianza del ruido para lograr un equilibrio óptimo entre los modelos dinámico y cinemático. La efectividad de la estrategia de estimación adaptativa del UKF se valida a través de pruebas reales de vehículos realizadas en diversos escenarios con diferentes coeficientes de fricción y condiciones operativas. Los resultados indican que la estrategia propuesta supera los enfoques existentes que utilizan el observador de Luenberger y el observador UKF en todos los escenarios. Notablemente, en superficies de baja fricción y durante maniobras extremas, los resultados experimentales subrayan el rendimiento superior facilitado por la estrategia adaptativa.
Descripción
Este documento presenta un método innovador para estimar el ángulo de deslizamiento lateral de un vehículo al integrar un Filtro de Kalman sin ruido (UKF) acoplado dinámico-cinemático con una estrategia adaptativa que garantiza precisión en diversas condiciones de superficie y escenarios operativos. Esta investigación emplea un modelo cinemático de vehículo de dos grados de libertad para actualizaciones de estado y construye un modelo dinámico del vehículo, utilizando parámetros obtenidos de la calibración real del vehículo para monitorear el sistema. Además, este documento explora a fondo las características de rendimiento y las condiciones aplicables de los modelos dinámico y cinemático. Propone factores de velocidad de referencia, factores de fricción de superficie y factores de características laterales para indicar los niveles de confianza de los dos modelos bajo diferentes condiciones de operación y abordar los requisitos de estimación de estado en diversos escenarios. Por lo tanto, la estrategia adaptativa ajusta proactivamente la matriz de covarianza del ruido para lograr un equilibrio óptimo entre los modelos dinámico y cinemático. La efectividad de la estrategia de estimación adaptativa del UKF se valida a través de pruebas reales de vehículos realizadas en diversos escenarios con diferentes coeficientes de fricción y condiciones operativas. Los resultados indican que la estrategia propuesta supera los enfoques existentes que utilizan el observador de Luenberger y el observador UKF en todos los escenarios. Notablemente, en superficies de baja fricción y durante maniobras extremas, los resultados experimentales subrayan el rendimiento superior facilitado por la estrategia adaptativa.