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重型汽车防侧翻主动控制系统研究
| 论文题名： | 重型汽车防侧翻主动控制系统研究 |
| 关键词： | 重型车辆;侧倾稳定性;参数辨识;防侧翻控制;LQR算法 |
| 摘要： | 在行驶过程中，车辆侧翻是一种极其危险的侧向运动。尤其是重型车辆侧翻，造成的生命财产损失巨大。且在各类交通事故中，重型汽车侧翻事故呈逐年增加的趋势，严重制约我国道路交通运输产业的发展。 本文在借鉴国内外相关研究成果的基础上，以改善重型车辆侧倾稳定性为目的，重点对防侧翻主动控制系统进行了研究，主要包括以下几个方面: (1)以二自由度基本操纵模型为基础，建立了考虑侧倾自由度的三自由度简化车辆模型，直观准确地反映了车辆侧向、横摆及侧倾运动的基本状态。同时，以常见的二轴和三轴车辆模型为基础，通过定义相关辅助变量，建立了多轴重型车辆的三自由度广义模型，适用于稳定性控制的仿真研究。 (2)结合遗传算法和Levenberg-Marquardt(L-M)数值优化算法，基于正弦-阶跃转向工况下的TruckSim仿真数据，辨识出三自由度模型中的整车惯性参数、前后轴等效侧偏刚度、质心位置、悬架侧倾刚度和阻尼等较难直接获取的车辆参数。然后，通过设置其它四种运行工况，对辨识结果进行了仿真验证。仿真结果表明，采用该混合优化辨识方法建立的动力学模型较为精确，能较好地描述整车瞬态和稳态时的基本运动特性，且在接近非线性运动时，该模型也能对车辆的运动状态进行较好地模拟。 (3)基于传统稳定性控制思路，采用侧向加速度作为侧翻评价指标，确立了基于理想车辆模型的线性二次型(LQR)防侧翻控制策略:基于LQR算法，首先离线建立了反馈控制系数表;一旦检测到车辆的侧向加速度超过门限值，则通过查表的方式快速确定最优附加横摆力矩;再运用差动制动方式控制各车轮的制动压力，对控制力矩进行实现，使车辆恢复稳定。最后，运用TruckSim和Simulink对控制系统模型进行了搭建及仿真验证。通过鱼钩工况和正弦转向工况的仿真结果表明，该防侧翻主动控制系统对正常行驶时的车辆无干扰，而在车辆即将失去稳定性而发生侧翻时，对抑制车辆的侧翻有较积极的作用。 |
| 作者： | 庄佳琪 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 文桂林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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