改进自适应卡尔曼滤波的拖拉机驱动轮滑转率估计

周志立，刘 尧，徐立友

(河南科技大学 车辆与交通工程学院，河南 洛阳 471003)

改进自适应卡尔曼滤波的拖拉机驱动轮滑转率估计

周志立，刘 尧，徐立友

(河南科技大学 车辆与交通工程学院，河南 洛阳 471003)

针对拖拉机驱动轮滑转率估计中存在的精度低和实时性差等问题，建立了拖拉机滑转率测量系统的模型。对传统Sage-Husa自适应卡尔曼滤波算法，从计算步骤简化和噪声估计简化两方面进行了改进，编写了MATLAB程序并与多种算法进行了对比分析。仿真结果表明：改进的变结构Sage-Husa自适应数据融合算法能估计噪声的统计特性，在不进行误差统计试验的前提下，实现了对拖拉机驱动轮滑转率的实时准确估计。驱动轮滑转率在白噪声的干扰下鲁棒性较好，平均误差为中值滤波算法的16%左右。

农业机械；拖拉机；卡尔曼滤波；滑转率；信息融合；驱动轮

0 引言

随着农业的发展，耕地越来越集中化，大中型拖拉机更多地应用在田间作业中，如何提高拖拉机的作业效率变得尤为重要。拖拉机在农田作业时，土壤松软和地面不平会使驱动轮出现滑转情况，影响拖拉机各项性能的发挥。文献[1]研究了驱动轮滑转对驱动性能的影响。文献[2]计算了履带车辆在松软土壤上行驶时，滑转率与地面牵引力的关系。文献[3]提出了根据滑转率对拖拉机的耕作深度进行精确控制的方法，驱动轮的滑转率是其控制系统的重要参考依据。以上研究说明滑转率是一项重要的拖拉机性能参考指标。……