تخمين سرعت طولي خودرو با استفاده از دو تخمينگر جديد و بدون نياز به اندازه‌گيري گشتاور ترمزي

Vehicle longitudinal velocity estimation using two new estimators and without measuring the braking torque

محاسبه صحيح، دقيق و سريع مقدار سرعت خطي خودرو در زمان ترمزگيري اهميت ويژه‌اي در عملكرد صحيح سيستم‌هاي ترمز ضد قفل دارد. از اين ‌رو تحقيقات متنوعي در حوزه تخمين سرعت خطي خودرو صورت گرفته است. وليكن مساله‌اي كه اكثر پژوهش‌هاي صورت گرفته در اين حوزه با آن مواجه بوده‌اند، استفاده از مقدار گشتاور ترمزي به عنوان ورودي معلوم در تخمين‌گر بوده است. اين پژوهش‌ها در حالي به اين راهكار مي‌پرداخته‌اند كه اندازه‌گيري گشتاور ترمزي علاوه بر اينكه كار ساده‌اي نبوده و نياز به سنسورهاي اضافي دارد، موجب افزايش هزينه‌ها و همچنين توجه بيشتر به مسايل تعمير و نگهداري نيز مي‌گردد. در اين مقاله دو رويكرد، فيلتر كالمن توسعه يافته مكرر با ورودي نامشخص (UIIEKF) و همچنين فيلتر غيرخطي تطبيقي اصلاح شده (MANF)، به منظور تخمين سرعت خطي خودرو پيشنهاد شده است كه در هيچ يك به مقدار گشتاور ترمزي نيازي نخواهد بود و اين در حالي است كه هر دو روش داراي دقت‌هاي قابل قبولي مي‌باشند. تفاوت عمده اين دو روش اين است كه در UIIEKF به معادلات ديناميك حركت خودرو در حين ترمزگيري نياز است، درحالي كه در روش MANF به مدل ديناميكي نيازي نيست. دو روش پيشنهادي با انجام تست‌هاي تجربي بر روي خودرو از جنبه‌هاي مختلف مورد تحليل و بررسي قرار گرفته‌اند و در انتها نقاط قوت و ضعف آن‌ها در مقايسه با يكديگر نيز ارايه ‌شده است.

The accurate, correct, and quick calculation of vehicle longitudinal velocity during braking plays a vital role in the precise operation of Anti-lock Brake System (ABS). Therefore, different researches have been conducted in the field of vehicle longitudinal velocity estimation. But, most these researches have been faced with a problem so called using braking torque as a known input to an estimator. These researches have addressed the issue while measuring the braking torque is not easy and needs expensive and additional sensors which causes the increase of costs and also requires more attention to maintenance and repair problems. In this paper, two approaches, Unknown Input Iterated Extended Kalman Filter (UIIEKF) and Modified Nonlinear Adaptive Filter (MANF) are proposed in order to estimate vehicle longitudinal velocity so that they do not need a braking torque and both methods have acceptable accuracy. The main difference between these two approaches is that the UIIEKF requires the dynamic model of vehicle motion during the braking process to estimate the longitudinal velocity while the MANF is model-free. Different aspects of both methods are analyzed by experimental tests on the vehicle and finally advantages and disadvantages of the both methods are compared.