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三轴式客车侧翻稳定性及防侧翻控制研究
| 论文题名： | 三轴式客车侧翻稳定性及防侧翻控制研究 |
| 关键词： | 三轴式客车;侧翻稳定性;评价指标体系;防侧翻控制策略 |
| 摘要： | 三轴式客车是一种大容量的单节式客车，因其可增加载客量且舒适性好，已成为出门旅行非常实用的交通工具。三轴式客车因质量大、重心高、前后轴质量分布复杂多变，容易发生侧翻危险。本文以某三轴式客车为对象，建立整车侧翻动力学模型，推导三轴式客车侧翻稳定性的评价指标，分析主要参数对三轴式客车侧翻稳定性的影响规律；设计三轴式客车的防侧翻控制策略，应用Trucksim和Matlab联合仿真，进行典型工况下三轴式客车防侧翻控制的工况适应性及鲁棒性分析。 主要研究内容如下： (1)建立了三轴式客车侧翻动力学模型并进行验证。针对三轴式客车非簧载质量对侧翻稳定性的影响，建立了四自由度侧翻动力学模型；在此基础上，考虑到三轴式客车各轴侧倾耦合对侧翻稳定性的影响，建立了六自由度侧翻动力学模型。通过等效法、稳态特征法和遗传算法对六自由度模型的质量、扭转刚度和扭转阻尼等参数进行了估计，并应用Trucksim实例仿真进行模型验证。 (2)分析了三轴式客车重要参数对侧翻稳定性的影响规律。考虑三轴式客车各轴侧倾耦合关系，推导了三轴式客车侧翻稳定性的客观评价指标，并对评价指标的正确性及有效性进行了验证。分析了不同工况和外部干扰下的三轴式客车侧翻稳定性，获得了结构参数和行驶参数影响三轴式客车侧翻稳定性的规律，为提高三轴式客车抗侧翻能力及降低行驶过程侧翻危险性提供了理论依据。 (3)提出了三轴式客车的MPC多目标防侧翻控制策略。根据三轴式客车侧翻稳定性规律，选取横摆稳定性及侧倾稳定性为控制目标，应用模型预测理论设计了基于前轮主动转向的多目标防侧翻控制策略，典型工况下仿真分析了防侧翻控制系统的工况适应性、抗外部干扰及参数摄动鲁棒性，结果表明该策略既能在更小的前轮转角控制输出时有效降低三轴式客车的侧翻危险，又能抑制三轴式客车在防侧翻控制过程中产生的不足转向。 |
| 作者： | 王超 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 金智林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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