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基于参数辨识的半挂汽车列车侧翻控制系统的研究
| 论文题名： | 基于参数辨识的半挂汽车列车侧翻控制系统的研究 |
| 关键词： | 半挂汽车列车;侧翻控制;参数辨识;稳定性;安全性 |
| 摘要： | 半挂汽车列车由牵引车和挂车组成，相比一般载货汽车，具有载运量大、效率高、营运成本低和节能减排效果好等优点，因此得到广泛应用。但由于其重心高、重量和体积大，以及牵引车和挂车的相互耦合作用，极易发生侧翻、折叠等重大交通事故，特别是侧翻，人员、财产损失尤为惨重。因此，对半挂汽车列车进行侧翻控制以提高行驶稳定性显得尤为必要。 本文以提高半挂汽车列车侧倾稳定性为目的，重点对整车侧翻控制系统进行研究，主要从半挂汽车列车模型的建立、模型参数的辨识和侧翻控制系统的建立三个方面展开: 首先，根据半挂汽车列车稳定性控制的需要，基于汽车动力学原理，建立了涉及横摆、侧向和侧倾运动的半挂汽车列车动力学数学模型。 其次，结合角阶跃转向工况下的TruckSim仿真数据，针对半挂汽车列车模型因结构复杂、参数较多造成辨识困难的问题，采用遗传算法和L-M优化算法相结合的辨识方法，分两步辨识出模型中的牵引车前轴侧偏刚度、牵引车后轴侧偏刚度、牵引车侧倾刚度、牵引车侧倾阻尼、挂车轴侧偏刚度、挂车侧倾刚度、挂车侧倾阻尼和第五轮侧倾刚度共八个较难直接获取的关键参数，并设计其它五种工况对辨识结果进行验证。结果表明:分步辨识方法能辨识得到较精确的参数值，使模型能较好的描述实车基本运动特性，为整车侧翻控制系统的研究奠定了基础。 对半挂汽车列车侧翻控制策略进行研究，以实车运动状态尽可能接近理想参考状态为控制目标，利用LQR控制器决策出牵引车和挂车所需的附加横摆力矩，并通过差动制动方式产生相应的横摆力矩，避免侧翻的发生。其中，运用侧向加速度门限结合横向载荷转移率的方法对车辆潜在的侧翻危险进行预测;并且制定了差动制动控制策略下目标车轮的选择规则和制动力分配原则。最后，利用MATLAB/Simulink搭建了整车侧翻控制系统模型，并联合TruckSim软件，在鱼钩工况和高、低附双移线工况这三个极限工况下进行仿真试验。结果表明:所建立的整车侧翻控制系统能有效对半挂汽车列车进行侧翻控制，避免发生侧翻、横摆和折叠危险事故，提高了半挂汽车列车行驶稳定性和安全性。 |
| 作者： | 梁群彰 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 韦超毅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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