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基于参数辨识的半挂汽车列车稳定性控制策略研究
| 论文题名： | 基于参数辨识的半挂汽车列车稳定性控制策略研究 |
| 关键词： | 半挂汽车列车;参数辨识;稳定性控制;差动制动 |
| 摘要： | 半挂汽车列车以运输效率高、燃油经济性好及运营成本低等优点已成为公路货运系统的主要组成部分，但因其重心位置高、重量和体积大、牵引车与挂车耦合造成动力学系统复杂，安全隐患很大。本文聚焦半挂汽车列车的安全性问题，深入分析其横摆稳定性及侧倾稳定性，并提出了一种横摆与侧倾集成的稳定性控制策略。所做工作如下： （1）半挂汽车列车实车模型及理论模型的建立及仿真。首先在Trucksim中建立了代表实车的半挂汽车列车模型。然后根据牛顿力学的原理，忽略次要影响因素，建立用于计算半挂汽车列车理想状态的三自由度横摆模型，以及五自由度横摆侧倾模型，并通过仿真，分析对比失稳工况下理论模型与实车模型的差别。 （2）理论模型的参数辨识及状态参数的在线估计。利用遗传算法辨识了理论模型中无法直接获取的车辆参数，包括牵引车前后轴及半挂车轴侧偏刚度??1、??2、??3，牵引车及半挂车侧倾刚度????1、????2，牵引车及半挂车侧倾阻尼??1、??2。并利用扩展卡尔曼滤波算法在线估计随半挂车载荷变化的半挂车质心位置、转动惯量等车辆参数，将试验无法直接获取的质心侧偏角及车辆侧倾角用滤波观测值替代。通过与Trucksim仿真结果对比验证所建立的理论模型的准确性，为后续稳定性控制策略建立准确的理论参考模型。 （3）稳定性控制策略的建立及控制效果的仿真验证。对半挂汽车列车的失稳原因与机理进行了分析，确定其失稳的判断指标，按照差动制动的控制策略，首先建立模糊PID控制器，根据Truckism值与理论模型值的横摆角速度偏差及偏差变化率决策出所需的附加横摆力矩，然后将附加横摆力矩合理分配到各车轮，并以逻辑门限值控制方法进行半挂汽车列车的滑移率控制，最后在转向盘角阶跃及双移线工况下对所设计的控制策略进行了Matlab/Simunk-Trucksim联合仿真验证。 |
| 作者： | 刘饯 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张云清 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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