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重型半挂车主动转向安全控制的仿真研究
| 论文题名： | 重型半挂车主动转向安全控制的仿真研究 |
| 关键词： | 半挂车;主动转向;安全控制;路径跟随;侧倾稳定性;联合仿真 |
| 摘要： | 目前重型半挂车以其运量大、效率高和成本低的优点，逐渐成为道路运输最重要的载运工具之一。而重型半挂车导致的交通事故占特大交通事故的比例也越来越高。本文主要研究了半挂车主动转向系统，以改善半挂车的路径跟随性能和侧倾稳定性能为目标，提高重型半挂车道路安全性。 首先分析当前主要的几种半挂车转向系统，接着研究半挂车主动转向系统结构和工作原理，分析其系统特点。随后以重汽ZZ4257V33247NIB/V2PC型号牵引车和TAZ94000TJZ型号半挂车为例，利用Trucksim建立重型半挂车非线性整车模型，作为本文研究对象。 其次，考虑到重型半挂车工况复杂，为实现各种工况下最优控制，提出路径跟随控制策略和侧倾稳定性控制策略。路径跟随控制策略以半挂车尾部跟随第五轮为原则，根据低速、高速时第五轮侧偏角计算方式的不同，分为低速路径跟随控制策略和高速路径跟随控制策略，结合形成前馈加反馈的路径跟随控制策略。侧倾稳定性控制策略用于高速工况，以半挂车侧向加速度为控制对象，利用LQR技术设计，目标是改善车辆高速工况的侧倾稳定性。 最后，基于Trucksim-Simulink联合仿真，进行重型半挂车主动转向系统路径跟随性、侧倾稳定性的研究。针对重型半挂车低速转弯工况，速度低且转角大，控制困难等特点，通过路径控制策略实现了重型半挂车良好的路径跟随、减小了轮胎磨损。半挂车主动转向系统使其在低速至高速，空载与负载，稳态或瞬态工况下，都实现了最优的路径跟随性能。且其瞬态侧倾稳定性也优于其它半挂车转向系统。基于SAE J2179工况的对比仿真表明，路径跟随控制在路径偏移、质心侧偏角及横摆性能上更优；而侧倾稳定性控制则在侧倾角、侧向加速度及后端放大率等指标上更优。提出使用路径跟随控制策略进行平稳工况下的路径跟随控制，使用侧倾稳定性控制策略进行危险工况下的侧翻控制，达到充分利用两者优势的目的。高速、高附和负载时，半挂车主动转向系统能够在双移线工况下控制车辆不侧翻，提升了道路安全性。 |
| 作者： | 肖棒 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 于英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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