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客车急转工况下质心侧偏角对横向稳定性的影响及其调控
| 论文题名： | 客车急转工况下质心侧偏角对横向稳定性的影响及其调控 |
| 关键词： | 客车急转工况;横向稳定性;质心侧偏角估计;调控方法 |
| 摘要： | 客车作为人们集体出行的主要交通工具之一，具有载客人数多、质量大、重心高等特点，且常行驶在高速公路、引桥、环山道路等事故多发路段。因此，深入研究客车行驶动力学机理，分析其失稳形式及失稳界定方法，完善其行驶稳定性控制方法具有重大意义。 本文以急转工况下的客车为研究对象，分析其横向失稳形式及质心侧偏角与客车横向稳定性的关系，并对质心侧偏角的估计方法和调控方法进行研究，力求为客车主动安全技术提供一定的理论参考。本文主要研究内容如下： （1）在明确客车急转工况概念的基础上，建立轮胎侧向力和纵向力的计算模型；基于拉格朗日动力学方程，推导包括客车纵向位移、侧向位移、横摆运动、侧倾运动及四个车轮自转的客车动力学方程，并搭建Simulink仿真模型；采用OxTS-RT2500（GPS+陀螺仪）多功能车载传感器采集实车数据，通过实测数据与模型仿真结果对比，验证模型的正确性。 （2）分析急转工况下客车发生横向失稳的形式，基于客车动力学模型，对不同车速、方向盘转角及路面附着系数下的质心侧偏角响应进行仿真；采用?法研究客车匀速转向、制动转向和在不同路面附着条件的道路上行驶时质心侧偏角与侧向力及横摆力矩的关系，进而推导质心侧偏角对客车横向稳定性的影响。 （3）基于能量相平面理论，提出“失稳边界圆法”；导出客车在不同车速及路面附着条件下发生临界失稳时的能量相图，以相轨迹上点到原点的最大距离Ru为半径画圆，并定义为“失稳边界圆”；引入安全系数Cs，将相平面划分为不同区域，作为客车横向稳定性的评价方法。 （4）针对质心侧偏角难以直接测量的问题，提出适用于直线-转向行驶的客车质心侧偏角估计方法，设计观测器并采用Simulink/TruckMaker对观测器进行联合仿真；基于直接横摆力矩控制方法，提出客车急转工况下横向稳定的质心侧偏角调控方法，并采用Matlab/Simulink对调控模型进行仿真，最后通过客车操纵稳定性硬件在环仿真平台进行试验验证。 本文的研究结果将充实客车主动安全控制理论，为提高客车行驶稳定性，促进客车控制技术发展提供理论参考。 |
| 作者： | 孟利航 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 辜志强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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