Moving-Window集成物理-数据驱动建模方法研究四轮车辆横向动力学
东南大学与美国犹他州立大学合作提出新型高精度、高效能车辆动力学建模技术
通讯作者:Weichao Zhuang(东南大学),Tianyi He(美国犹他州立大学)
引用信息:Wei, W., Wang, J., Pi, D. et al. Moving-Window Integrated Physics-Data-Based Modeling of Four-Wheel Vehicle Lateral Dynamics. Automot. Innov. 8, 519–529 (2025). https://doi.org/10.1007/s42154-024-00327-7
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本研究提出一种基于移动窗口的集成物理-数据驱动(IPDB)建模方法,用于提升四轮车辆横向动力学建模的精度与适应性。该方法融合了传统物理模型的可解释性与数据驱动模型的自适应优势。
研究人员首先将考虑四轮耦合效应的传统物理模型转化为仿射线性变参数(LPV)形式,实现车辆参数与运动状态的解耦。随后引入克罗内克积运算,利用移动窗口内的数据快照直接构建IPDB模型,确保系统表达兼具物理意义与数据适应能力。
通过CarSim仿真及实车试验数据验证表明,该模型在多种工况下均表现出更高建模精度。同时,由于仅需局部数据窗口即可递归更新模型,IPDB方法显著提升了数据利用效率,具备在线建模潜力,能够实时响应动态驾驶环境变化。
研究还分析了不同移动窗口长度对建模性能的影响,为实际应用中的参数选择提供了依据。该方法为智能车辆状态估计、控制策略优化等提供了高精度、可解释的动力学建模新路径。
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