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91 篇 学位论文
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- 6 篇 管理科学与工程(可...
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主题

177 篇 差动制动
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20 篇 防侧翻控制
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14 篇 半挂汽车列车
12 篇 侧翻稳定性
10 篇 防侧翻
10 篇 模糊pid控制
9 篇 横摆稳定性
8 篇 横向稳定性
8 篇 联合控制
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8 篇 集成控制
8 篇 横摆力矩
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7 篇 侧翻
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机构

16 篇 吉林大学
15 篇 湖南大学
12 篇 长春工业大学
11 篇 长安大学
10 篇 湖北汽车工业学院
8 篇 江苏大学
7 篇 石家庄铁道大学
7 篇 福州大学
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6 篇 东北林业大学
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5 篇 南京航空航天大学
5 篇 燕山大学
4 篇 南京林业大学
4 篇 贵州大学
4 篇 浙江大学
3 篇 河南科技大学
3 篇 清华大学
3 篇 重庆大学
3 篇 辽宁工业大学

作者

6 篇 于志新
5 篇 李杰
4 篇 李绍松
4 篇 韩雪雯
4 篇 金智林
4 篇 yu zhixin
4 篇 何锋
4 篇 王保华
4 篇 li shaosong
4 篇 代馥光
4 篇 吴乙万
4 篇 wang baohua
4 篇 严钟辉
3 篇 huang zhi
3 篇 陈江生
3 篇 冯樱
3 篇 刘剑
3 篇 宗长富
3 篇 黄智
3 篇 胡明茂

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177 篇 中文

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基于差动制动的客车电子稳定系统控制策略研究

基于差动制动的客车电子稳定系统控制策略研究

引用

作者：李海辉长安大学

学位级别：硕士

随着公路基础建设和客运交通运输的快速发展，人们对客车行驶安全性和操纵稳定性的要求越来越高。汽车电子稳定系统（ESP）作为一种新型主动安全装置，能够根据车辆运行状况、道路行驶条件以及驾驶者操作意图实时动态的控制车辆的运动... 详细信息

随着公路基础建设和客运交通运输的快速发展，人们对客车行驶安全性和操纵稳定性的要求越来越高。汽车电子稳定系统（ESP）作为一种新型主动安全装置，能够根据车辆运行状况、道路行驶条件以及驾驶者操作意图实时动态的控制车辆的运动，防止车辆进入不稳定工况，全面提高了汽车的行驶安全性和操纵稳定性。论文首先根据稳定性控制策略研究要求在SIMULINK软件中进行客车仿真模型搭建，包括参考模型、整车模型、轮胎模型和制动力分配模型。然后，通过对不同控制策略进行分析对比，分别建立PID控制器和横摆角速度反馈模糊控制器。当车辆出现不足转向或过多转向时，ESP系统能通过差动制动控制方式对合适的车轮主动施加制动力，以产生用于平衡车辆稳定性的附加横摆力矩。因此，为了最大限度的扩大车轮制动力对车辆稳定性的控制效果，论文在Matlab/Stateflow中建立单个车轮制动和单侧车轮制动两种方式的控制车轮选择逻辑，并结合所设计的控制器在二种典型工况下对单个车轮制动策略和单侧车轮制动策略进行了仿真对比分析。结果表明，论文所设计的控制器在两种不同的制动车轮选择逻辑下都具有比较理想的横摆角速度和质心侧偏角响应特性，保证客车稳定行驶，但是，随着客车初始车速的增加和道路条件的变化，单侧车轮制动策略的优势更加明显，其控制效率更高控制效果更好。

关键词：客车电子稳定系统差动制动单个车轮制动单侧车轮制动

来源：评论

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基于差动制动的汽车横摆与侧翻稳定性集成控制研究

基于差动制动的汽车横摆与侧翻稳定性集成控制研究

引用

作者：李占旗吉林大学

学位级别：硕士

近些年来一直畅销的SUV(Sport Utility Vehicle)车型由于重心位置较高,侧翻稳定阈值相对较低,在高附着路面上进行紧急避障或急转弯时容易发生侧翻。随着汽车电子稳定性控制系统日渐成熟并在汽车上获得了广泛应用,汽车的主动安全性得到... 详细信息

近些年来一直畅销的SUV(Sport Utility Vehicle)车型由于重心位置较高,侧翻稳定阈值相对较低,在高附着路面上进行紧急避障或急转弯时容易发生侧翻。随着汽车电子稳定性控制系统日渐成熟并在汽车上获得了广泛应用,汽车的主动安全性得到了很大的提高,但是目前这类系统多是以横摆稳定性为主要控制目标。为了使汽车电子稳定性控制系统在更大程度上提高SUV车型的行驶安全性,有必要把侧翻稳定性作为其一个重要控制目标,并对横摆与侧翻稳定性控制进行有效集成。论文以某款SUV为研究对象,为了深入了解横摆与侧翻稳定性控制的特点,首先分别对横摆稳定性控制算法以及侧翻稳定控制算法进行了分立研究,然后在此基础上进行了横摆与侧翻稳定性集成控制算法的探索研究。全文共分六章,主要内容如下: 第1章为绪论,详细阐述了汽车失去横摆稳定性以及侧翻稳定性的原因,并介绍了汽车横摆与侧翻稳定性控制的发展与研究现状,给出了论文研究的主要内容。第2章建立了作为横摆稳定性控制参考模型的二自由度车辆模型以及作为侧翻稳定性控制预测模型的三自由度车辆模型。在建立了线性二自由度车辆模型之后,通过fminsearch方法对前后轴轮胎的等效侧偏刚度进行了离线辨识;在此基础上,增加了侧倾自由度建立了线性三自由度车辆模型,并通过对前后轴轮胎侧偏特性的分段处理实现了对三自由度车辆模型的非线性化;然后通过对三自由度车辆模型的离散化实现了其真正作为侧翻预测模型的目的。仿真结果表明,本文建立的二自由度车辆模型可以描述目标车辆线性区的动态特性,三自由度车辆模型可以描述目标车辆线性区和非线性区的动态特性。这些为下面对横摆与侧翻稳定性控制算法的研究提供了可靠的基础。第3章设计了基于差动制动的横摆稳定性控制算法。算法以汽车的横摆角速度偏差以及质心侧偏角导数作为控制变量,利用门限值和PID控制方法进行横摆力矩决策,然后选择效率车轮进行差动制动并通过液压调节实现需求的制动压力,从而实现汽车的横摆稳定性。通过GM公司的ESP评价方法设定的低附着路面工况以及NHTSA的FMVSS126法规关于ESP评价设定的高附着路面工况的仿真验证,表明本文的横摆稳定性控制算法可以有效地提高汽车的横摆稳定性。第4章首先基于TTR的思想设计了侧翻预测系统;该系统以三自由度车辆模型为预测模型,以瞬态过程的侧向载荷转移率为侧翻指数,预测过程中如果侧翻指数超过设定的门限值就认为汽车未来一段时间有侧翻危险并输出距离侧翻发生的时间TTR;通过仿真中把预测的与汽车实际状态下的侧向载荷转移率进行对比,表明该侧翻预测系统可以准确预测未来一段时间汽车的侧翻状态。之后在侧翻预测系统的基础上设计了基于侧翻预测的侧翻稳定性控制算法;算法以侧翻预测系统输出的TTR作为控制变量,利用PID控制方法进行横摆力矩决策,选择外前轮进行制动并通过液压调节实现需求的制动压力,从而实现汽车的侧翻稳定性。通过高附着路面驾驶员开环和闭环工况的仿真,表明本文基于侧翻预测的侧翻稳定性控制算法可以及时有效地实现汽车的侧翻稳定性。第5章设计了基于差动制动的横摆与侧翻稳定性集成控制算法。算法按照先独立决策后加权集成的控制思路进行设计,即先由横摆稳定性控制模块和侧翻稳定性控制模块独立决策出各自需求的横摆力矩和制动力矩,再根据汽车的横摆与侧翻状态对横摆力矩和制动力矩进行统一加权仲裁,然后对横摆力矩采用效率车轮的思想进行单轮制动力分配,对制动力矩采用四轮均施加制动但制动力不等的差动制动思想进行四轮制动力分配,最后通过线性相加计算出每个车轮需求的制动力。为了防止控制过程中车轮抱死,集成控制中还加入了ABS控制。通过驾驶员闭环工况的仿真,验证了本文设计的横摆与侧翻稳定性集成控制算法在防止侧翻的同时明显地提高了汽车对驾驶员转向意图的跟随能力,从而表明本文对横摆与侧翻稳定性集成控制的有效性。第6章对全文进行了总结,并对今后的研究工作进行了展望。

关键词：横摆稳定性侧翻稳定性差动制动集成控制侧翻预测

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基于差动制动的汽车动力学稳定性控制策略研究

基于差动制动的汽车动力学稳定性控制策略研究

引用

作者：王培长沙理工大学

学位级别：硕士

随着汽车性能的提高和高速公路的快速发展,汽车的行驶速度得到了极大地提高,加之汽车数量的迅猛增加,汽车交通事故所造成的人员生命财产损失日益严重,汽车的安全性特别是主动安全性越来越受到人们的重视,成为广大学者和汽车公司研究开... 详细信息

随着汽车性能的提高和高速公路的快速发展,汽车的行驶速度得到了极大地提高,加之汽车数量的迅猛增加,汽车交通事故所造成的人员生命财产损失日益严重,汽车的安全性特别是主动安全性越来越受到人们的重视,成为广大学者和汽车公司研究开发的重点和热点。本文建立了八自由度车辆动力学模型以及理想状态下二自由度车辆参考模型,以此为基础对汽车横向稳定性控制策略进行研究。针对汽车稳定性控制系统的非线性时变特点,运用模糊控制原理设计了汽车横摆角速度和质心侧偏角联合反馈控制的模糊控制器,使汽车实际的横摆角速度和质心侧偏角与名义值的差值保持在一定的稳定范围,以保证汽车的稳定性;当车辆在失稳状态时,通过差动制动方法调节车轮制动力的大小和匹配产生横摆力矩来控制车辆的稳定性,最终使汽车能够按照驾驶员操作的意图行驶。使用MATALAB/SIMULINK软件对这一控制模型进行仿真和验证控制算法的有效性。以dSPASE软件为基础,设计了车辆动力学稳定性控制硬件在环模拟试验平台,并进行了相关试验验证。结果表明本文提出的控制策略能比较有效地控制汽车的横摆角速度和质心侧偏角,提高了汽车的操作稳定性。

关键词：动力学稳定性控制差动制动模糊控制仿真横摆力矩横摆角速度侧偏角

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基于主动转向和差动制动的汽车急转工况下横摆角速度控制技术研究

基于主动转向和差动制动的汽车急转工况下横摆角速度控制技术研究

引用

作者：王佔晋武汉理工大学

学位级别：硕士

汽车的行驶稳定性和主动安全性直接关系到乘员的生命和财产安全。当汽车在高速行驶下进行快速大转向操作(即急转工况)时,轮胎侧偏力容易达到饱和状态,导致汽车横摆角速度达不到或超出期望值,造成转向失控,使车辆产生横向漂移和横向摆动... 详细信息

汽车的行驶稳定性和主动安全性直接关系到乘员的生命和财产安全。当汽车在高速行驶下进行快速大转向操作(即急转工况)时,轮胎侧偏力容易达到饱和状态,导致汽车横摆角速度达不到或超出期望值,造成转向失控,使车辆产生横向漂移和横向摆动,可能导致“侧滑”、“侧倾”和“摆尾”等事故,严重的会出现“侧翻”。本文以汽车急转工况为背景,研究基于主动转向和差动制动的汽车横摆角速度控制技术,通过驾驶员急转意图识别,采用超前控制,以改善汽车急转工况下的转向特性。本文的主要研究内容如下:(1)以方向盘转角、车辆行驶速度和路面摩擦系数等为影响因素,分析汽车急转工况下转向失控特性;研究急转工况下差动制动控制所导致的横摆角速度阶跃变化等问题,提出基于驾驶员急转意图的汽车主动转向和差动制动协调控制方法。(2)基于研究目标,建立汽车二自由度转向动力学模型和轮胎模型,计算汽车转向饱和角;根据汽车转向饱和角,建立驾驶员急转意图识别模型,实现汽车急转工况下协调控制的超前控制,将横摆角速度阶跃变化控制在汽车安全状态内;采用Simulink进行模型仿真测试,验证所建立模型的正确性。(3)采用分层控制策略,提出基于主动转向和差动制动的汽车横摆角速度协调控制过程;研究基于主动转向的间接横摆力矩控制方法和基于差动制动的直接横摆力矩控制方法,建立汽车横摆角速度控制模型;分析协调控制器的监测参数和控制参数,基于急转意图识别、汽车信息处理和横摆角速度分配控制,建立协调控制器模型。(4)基于Simulink和Carsim联合仿真方法,通过紧急双移道工况和大弯道高速行驶避障工况下的汽车横摆角速度控制性能仿真与分析,验证基于主动转向和差动制动的汽车横摆角速度控制技术的正确性和协调控制策略的有效性。论文研究工作为解决急转工况下的汽车转向失控问题提供技术基础,可提高汽车转向控制的可靠性,尤其是改善汽车急转工况下的转向特性,从而提升汽车的主动安全性能。

关键词：急转工况驾驶意图横摆角速度主动转向差动制动

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基于差动制动与主动悬架的三轴救援车辆防侧翻控制研究

基于差动制动与主动悬架的三轴救援车辆防侧翻控制研究

引用

作者：杨笑涵燕山大学

学位级别：硕士

三轴救援车辆因其工作环境复杂、工作车速高、车辆载荷大、质心高等因素更易发生侧翻。本课题以具有主动悬架的三轴救援车辆为研究对象,以提高三轴救援车辆的防侧翻性能为目标,对差动制动和主动悬架控制方法进行了研究。本文在国家自然... 详细信息

三轴救援车辆因其工作环境复杂、工作车速高、车辆载荷大、质心高等因素更易发生侧翻。本课题以具有主动悬架的三轴救援车辆为研究对象,以提高三轴救援车辆的防侧翻性能为目标,对差动制动和主动悬架控制方法进行了研究。本文在国家自然基金区域联合基金项目“基于多信息融合的高机动应急救援车辆动力学控制研究”(项目编号:U20A20332)的支持下,建立了三轴救援车辆的十一自由度非线性时变侧翻模型,提出一种双参数更新TTR法(TPUTTR)来计算TTR侧翻指标的方法,设计了主动悬架控制器和差动制动控制器,提高了三轴救援车辆的防侧翻性能。考虑到车辆悬架系统和轮胎力的耦合特性,本文提出了一种基于差动制动和主动悬架联合控制的三轴救援车辆防侧翻控制策略。根据车辆行驶路况复杂,路面激励无规则的特点,采用鲁棒性优越的模糊PID算法来搭建主动悬架控制器。控制器通过控制主动悬架输出作动力来调节车辆的横向姿态。根据车辆在非绊倒型侧翻状态下,横向运动剧烈但状态趋势明显可以预测的特点,运用创新的自适应模型预测控制算法来搭建差动制动控制器,并通过对目标制动轮进行制动来产生附加横摆转矩,以此调节车辆的横向运动。本文设计的自适应模型预测控制器分为上层控制器和下层控制器两个部分。上层控制器具有参数估计能力和状态更新能力,解决了模型预测对于非线性时变系统的控制失真问题。下层控制器根据差动制动过程中目标制动轮的选择,计算出实际的目标制动力和实际附加横摆转矩数值。本文最后在MATLAB/Simulink软件上进行了J-turn和Fishhook两种转向工况的仿真试验,仿真结果表明联合控制方法可有效降低车辆的侧翻倾向。相比于单一系统的控制效果,进一步提高了三轴救援车辆的防侧翻能力。

关键词：三轴车辆防侧翻主动悬架差动制动模型预测控制模糊PID控制

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基于主动转向和差动制动的商用车防侧翻协调控制

基于主动转向和差动制动的商用车防侧翻协调控制

引用

作者：方丞浙江工业大学

学位级别：硕士

我国机动车保有量巨大,道路安全状况复杂,机动车交通事故每年都造成了大量的人员伤亡和财产损失。统计数据表明车辆侧翻是交通事故中危险程度较高的一种。随着近年来互联网经济的兴起,我国快递运输业也快速发展,公路货物运输量巨大。载... 详细信息

我国机动车保有量巨大,道路安全状况复杂,机动车交通事故每年都造成了大量的人员伤亡和财产损失。统计数据表明车辆侧翻是交通事故中危险程度较高的一种。随着近年来互联网经济的兴起,我国快递运输业也快速发展,公路货物运输量巨大。载货商用车因其装载质量大、质心高,更是易发生侧翻的危险车型。在分析比较了主动悬架、主动横向稳定杆、主动转向和差动制动的防侧翻控制效果和特点后,以主动转向和差动制动协调控制的方式对某双轴载货商用车进行主动防侧翻控制研究。建立了包含纵向运动、横向运动、横摆运动、侧倾运动和四个车轮转动的八自由度侧翻模型以及包含横向运动和横摆运动的线性二自由度车辆模型。并考虑轮胎的非线性,建立和拟合了魔术公式轮胎模型。通过理论推导和仿真验证,研究并制定了主动转向和差动制动在商用车防侧翻控制中的协调控制策略。分析了控制系统的混杂特性,并基于混杂自动机模型建立了混杂切换防侧翻控制系统。在系统的离散动态部分将操作型侧翻过程识别为高侧翻风险模式、过渡模式和无控制模式。在系统的连续动态部分,对高侧翻风险模式进行以期望横向载荷转移率为目标的差动制动模糊逻辑控制;对过渡模式进行以期望横摆角速度为目标的同向主动转向模糊逻辑控制。基于驾驶员模型在不同初速度的双移线工况和蛇形绕桩工况下进行了Truck Sim和MATLAB/simulink联合仿真。结果表明经混杂切换主动防侧翻控制后,车辆横向载荷转移率和车身侧倾角明显降低,同时路径跟踪能力也得到了提高,其他动力学参数也均在合理范围内。相较于单纯的差动制动,本文提出的控制方法在改善路径跟踪能力的同时进一步提升了侧翻安全性,有效地解决了差动制动和主动转向控制目标的矛盾,并避免了两者的复杂耦合。最后基于NI PXI和NI c RIO建立了硬件在环平台,并通过硬件在环进一步证明了控制系统在实际控制器中的有效性和实时性。

关键词：商用车防侧翻控制主动转向差动制动混杂切换控制

来源：评论

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分布式驱动电动车差动驱动与差动制动协调控制研究

分布式驱动电动车差动驱动与差动制动协调控制研究

引用

作者：曹天琳辽宁工业大学

学位级别：硕士

分布式驱动电动车每个车轮驱动和制动力矩独立可控,具有纵向力分配灵活的优势,为车辆的先进控制创造有利条件。论文依托国家自然科学基金项目(51675257),以分布式驱动电动车为研究对象,充分利用其具有的优势,针对其稳定性问题进行差动... 详细信息

分布式驱动电动车每个车轮驱动和制动力矩独立可控,具有纵向力分配灵活的优势,为车辆的先进控制创造有利条件。论文依托国家自然科学基金项目(51675257),以分布式驱动电动车为研究对象,充分利用其具有的优势,针对其稳定性问题进行差动驱动与差动制动协调控制研究。论文主要研究内容和方法如下:首先,进行分布式驱动电动车的建模。在CarSim中选取基准车模型,基于基准车模型进行修改,包括传动形式修改、部分参数修改。在Matlab/Simulink中建立轮毂电机模型,CarSim与Matlab/Simulink两者联合建立整车仿真模型,选择两种仿真工况对模型有效性进行验证。其次,进行差动驱动控制研究,设计差动驱动控制策略。根据车速和前轮转角信息,基于二自由度车辆模型,计算出横摆角速度和质心侧偏角的期望值。将两个参数的实际值与期望值的差值作为模糊控制器的输入,计算出所需的附加横摆力矩。制定驱动力矩规则分配策略,并选取两种仿真工况对差动驱动控制的有效性进行验证。再次,对差动驱动与差动制动协调控制进行研究。利用最优控制中的二次规划理论,以轮胎负荷率最小为优化目标,以路面附着条件、电机最大输出转矩以及车辆的动力性、稳定性为约束,计算出每个车轮的纵向力矩。驱动力矩只由电机产生,制动力矩由其反转产生,超出的部分由线控液压制动系统来产生。通过差动驱动与差动制动协调控制的方式,改善车辆的稳定性。同时考虑了电机的响应延迟问题和液压系统建压延迟问题,并选取蛇形和双移线工况进行定速和变速仿真验证。最后,进行驾驶模拟器硬件在环仿真实验验证。选取双移线和蛇形工况,进行硬件在环仿真实验,仿真验证了控制策略的有效性和实时性。研究结果表明:研究的分布式驱动电动车差动驱动与差动制动协调控制策略能够有效地改善车辆的稳定性,保证良好的实时性。

关键词：分布式驱动电动车差动驱动差动制动协调控制横摆力矩稳定性

来源：评论

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基于ADAMS的客车空气悬架与差动制动防侧翻模糊集成控制系统研究

基于ADAMS的客车空气悬架与差动制动防侧翻模糊集成控制系统研究

引用

作者：严钟辉福州大学

学位级别：硕士

汽车在推动人类社会进步的同时,也给现代社会产生了负面效应,其中交通事故就是其中之一。道路交通事故已成为了“世界第一害”。客车作为高速公路上的主要运载工具,客运安全是当前道路交通安全工作的重中之重。在所有形式的交通事故中,... 详细信息

汽车在推动人类社会进步的同时,也给现代社会产生了负面效应,其中交通事故就是其中之一。道路交通事故已成为了“世界第一害”。客车作为高速公路上的主要运载工具,客运安全是当前道路交通安全工作的重中之重。在所有形式的交通事故中,侧翻事故的危害仅次于正碰事故。客车由于其乘员多、重心高、质量大等特点,一旦发生客车侧翻事故容易造成群死群伤的严重后果。因此针对客车侧翻方面的研究,对于提高客车行驶稳定性、减少公民人身伤亡和财产损失都具有积极意义。本文以国内某空气悬架客车为研究对象。根据实车拓扑结构和结构尺寸在adams/car中建立客车的前悬架系统、后悬架系统、转向系统、轮胎系统、发动机系统、车身系统,并将这些子系统进行整车装配,建立客车整车仿真模型。为后面的控制研究提供研究基础。侧翻事故一般分为绊倒性侧翻和非绊倒性侧翻。针对客车在低附着系数路面上高速过大转向行驶时,客车发生严重侧滑并与路面障碍物发生碰撞,进而发生绊倒性侧翻的行驶工况。本文通过车辆的横摆动力学分析建立二自由度理想参考模型,根据客车整车仿真模型与二自由度理想模型的横摆角速度偏差值大小来识别车辆行驶状态,利用差动制动力学特性,在matlab/simulink中建立以横摆角速度为控制变量的横摆稳定模糊PID控制器对客车的不稳定行驶工况进行纠正。仿真结果显示：横摆控制系统可以有效提高客车在低附着系数路面上转向行驶时的操纵稳定性,从而减小绊倒性侧翻事故的发生几率。针对客车在高附着系数路面上高速过大转向导致车身的过度侧倾,从而引起绊倒性侧翻事故的发生的行驶工况。本文通过三自由度车辆模型侧倾动力学分析和半车悬架动力学分析,建立基于差动制动与主动悬架控制的的侧倾稳定控制系统进行控制。仿真结果显示：侧倾稳定控制系统可以有效地提高客车的抗侧翻能力,但也会在一定程度上影响客车的轨迹追踪性能。基于防侧翻控制为主,轨迹追踪控制为辅的集成控制规则,将横摆稳定控制系统和侧倾稳定控制系统进行集成,建立防侧翻集成控制系统。仿真显示：防侧翻集成稳定控制系统可以在低附着系数路面上明显地抑制客车的侧滑,提高客车操纵稳定性,在高附着系数路面上,也可以显著地提高客车抗侧翻性能,同时也能较好地追踪驾驶意图轨迹。

关键词： adams/car matlab/simulink 差动制动主动悬架横摆稳定控制侧倾稳定控制防侧翻集成控制

来源：评论

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半挂汽车列车挂车主动转向与差动制动控制研究

半挂汽车列车挂车主动转向与差动制动控制研究

引用

作者：张磊南京林业大学

学位级别：硕士

半挂汽车列车的操纵性能比单体汽车复杂,低速转向工况下,半挂汽车列车的挂车对牵引车轨迹的追随性差;高速工况下,半挂汽车列车极易发生侧翻等不稳定现象。因此本文以半挂汽车列车为研究对象,为提高车辆低速时挂车追随性、高速行驶稳定... 详细信息

半挂汽车列车的操纵性能比单体汽车复杂,低速转向工况下,半挂汽车列车的挂车对牵引车轨迹的追随性差;高速工况下,半挂汽车列车极易发生侧翻等不稳定现象。因此本文以半挂汽车列车为研究对象,为提高车辆低速时挂车追随性、高速行驶稳定性以及极限工况下的防侧翻能力,对挂车主动转向控制、差动制动控制分别展开了研究,并基于Matlab/Simulink、Trucksim软件对半挂汽车列车进行联合控制研究。论文的具体研究内容及结论如下:（1）半挂汽车列车动力学模型研究。首先在进行半挂汽车列车受力分析和运动分析的基础上,建立了能够描述车辆运动的五自由度横摆侧倾车辆模型;通过调用Trucksim软件内置的车辆模型,并通过参数辨识研究获取了半挂汽车列车的主要车辆参数;将五自由度车辆模型的动力学响应与Trucksim软件中的车辆动力响应进行了对比研究。研究结果表明:所建的五自由度半挂汽车列车动力学模型可信,可用于主动安全控制器的设计研究。（2）半挂汽车列车低速主动转向控制研究。基于驾驶员模型的焦点预瞄思想,以挂车后轴中心与牵引车前轴中心轨迹偏差最小化为控制目标,利用移位寄存器操作,设计了相应的挂车车轮主动转向控制器,并基于TruckSim与Simulink联合仿真平台,仿真验证了所设计控制器的有效性。研究结果表明:所设计的控制器能有效提高挂车对牵引车行驶轨迹的追随性,减小转弯通道宽度;提高车辆行驶的稳定性,减小轮胎磨损。（3）半挂汽车列车高速主动转向控制研究。在进行半挂汽车列车受力和运动分析的基础上,建立了挂车主动转向半挂汽车列车五自由度车辆模型;基于线性二次型最优控制理论,以挂车的质心侧偏角和侧向加速度为优化目标设计了高速挂车主动转向控制器;对在Matlab中搭建的五自由度线性模型与对Trucksim中的非线性车辆模型分别开展了控制仿真研究。研究结果表明:挂车主动转向线性二次型调节器（Linear Quadratic Regulator——LQR）控制器对线性模型的控制具有一定效果,对Trucksim软件中非线性车辆模型,主动转向LQR控制器并不能够决策出正确的挂车车轮转角。鉴于此,考虑半挂汽车列车系统不确定性,基于鲁棒H?控制理论设计了挂车高速主动转向控制器,并通过TruckSim与Simulink联合仿真平台,验证了所设计的控制器的有效性。仿真结果表明:对考虑车辆不确定性,所设计的鲁棒控制器能有效提高半挂汽车列车的横向稳定性、侧倾稳定性和挂车对牵引车的轨迹跟随性。（4）半挂汽车列车差动制动控制研究。根据牵引车、挂车的实际横摆角速度与期望横摆角速度判断车辆状态,基于PID控制原理中的PD控制设计差动制动控制器决策附加横摆力偶矩,并通过车辆稳定性分析合理选择制动车轮,施加制动力矩,使实际横摆角速度与期望横摆角速度在一定范围内保持一致。最后开展了半挂汽车列车极限工况下的差动制动控制研究,试验结果表明:通过差动制动产生横摆力矩,能够有效地提高半挂汽车列车的稳定性,同时降低车速。

关键词：半挂汽车列车挂车主动转向差动制动 Trucksim/Simulink联合仿真

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线控四轮转向与差动制动联合控制研究

线控四轮转向与差动制动联合控制研究

引用

作者：张小锋重庆理工大学

学位级别：硕士

随着经济发展与科技进步，汽车保有量增多，车辆主动安全技术得到了持续发展，逐渐集成化和智能化。操纵稳定性控制是提升主动安全性能的重要途径，线控转向、四轮转向、差动制动等都是有效提升车辆操纵稳定性的主动安全技术。为优化线... 详细信息

随着经济发展与科技进步，汽车保有量增多，车辆主动安全技术得到了持续发展，逐渐集成化和智能化。操纵稳定性控制是提升主动安全性能的重要途径，线控转向、四轮转向、差动制动等都是有效提升车辆操纵稳定性的主动安全技术。为优化线控四轮转向汽车转向性能，提高车辆的操纵稳定性和主动安全性，论文对线控四轮转向和差动制动进行联合控制研究。　　基于线控转向系统工作原理，运用MATLAB/Simulink搭建线控四轮转向系统动力学模型，包括转向盘与转向执行机构，结合Carsim动力学仿真软件搭建线控四轮转向整车模型，并验证模型的正确性。　　针对线控四轮转向汽车横向稳定性不足及控制鲁棒性差等问题，提出一种主动转向反馈控制策略：基于二自由度模型分析横摆角速度和质心侧偏角对汽车稳定性的影响，以横摆角速度增益恒定为依据设计理想传动比，从而得到前轮转角期望值。设计模糊控制器得到附加前轮转角，实现前轮主动转向;针对横摆角速度和质心侧偏角的误差跟踪，设计自适应积分滑模反馈控制实现后轮主动转向。仿真结果表明，所设计的主动控制策略控制效果好，能够有效提高汽车的行驶稳定性。　　设计分层结构的差动制动控制策略：上层以实际横摆角速度与理想值的误差为输入，采用模糊PID控制器输出所需的附加横摆力矩;下层对比单轮制动和单侧制动的制动方式，确定制动轮和力矩分配策略，对上层控制器得到的附加横摆力矩进行动态分配。　　为进一步提升车辆在各个工况下的稳定性，设计主动四轮转向和差动制动控制系统的联合控制策略：依据质心侧偏角、横摆角速度误差对稳定区域的影响，结合车速划分了AFS+ARS主动转向控制、AFS+ARS+ESP联合控制及ESP单独控制的区域;设计联合控制规则，合理分配子系统的工作区间及控制权重。通过多工况仿真结果表明，联合控制策略能够在极限工况下保持汽车稳定行驶，有效改善操纵稳定性和主动安全性。

关键词：汽车驾驶线控四轮转向差动制动联合控制横向稳定性

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