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拖挂式房车横向稳定性控制策略研究
| 论文题名： | 拖挂式房车横向稳定性控制策略研究 |
| 关键词： | 拖挂式房车列车;横向稳定性;控制策略;动力学模型 |
| 摘要： | 随着经济高质量的发展，人们的生活水平显著提高，人们对旅游的热情也持续高涨。由于拖挂式房车具有内部空间大、内部设施完善以及可以和牵引车随时实现分离的优点，也渐渐走入了人们的视野。但拖挂式房车的质量较大、质心较高以及自身不具备驱动能力，导致其实际行驶时的情况比单一的乘用车要复杂，易发生横向失稳，所以需要施加主动控制来保持其横向稳定性。 本文首先分析了拖挂式房车列车的横向稳定性以及房车横向摆振、房车甩尾和折叠三种典型的失稳现象，并把降低这三种典型失稳现象发生的几率作为本文的研究目标。本文的主要研究内容如下： 1.建立了三自由度拖挂式房车列车Simulink模型和CarSim车辆模型。并通过多工况联合仿真完成对Simulink模型的验证；通过进行实车稳态回转试验完成了对CarSim模型的验证，为下文控制策略提供仿真条件。 2.总结了导致拖挂式房车列车失稳的主要原因，并探究了质心侧偏角和横摆角速度与拖挂式房车列车的横向稳定性的关系，最后根据失稳原因确定了本文控制策略的控制变量。 3.设计了拖挂式房车的横向稳定性控制策略，即将前后车各自的横摆角速度偏差和横摆角速度偏差变化率输入到控制器中；以模糊PID的控制方法决策出失稳时所需的横摆力矩；再通过对比各种主动安全控制系统，确定了以驾驶员的意图为基准，利用单侧差动制动的方式将所需的横摆力矩转换成制动力分配到相应车轮上；并通过对制动情况下的轮胎侧偏特性进行分析，设计了基于最佳滑移率的逻辑门限值控制以防止车轮抱死。 4.通过在CarSim-Simulink中进行联合仿真，在方向盘角阶跃、鱼钩和双移线三种工况下对未控制状态、单独房车控制和整车协调控制进行了对照分析，仿真结果表明本文所设计的针对拖挂式房车列车的协调控制方法能够显著降低房车横向摆振、房车甩尾和折叠三种失稳现象发生的几率。并通过探究横摆角速度、侧向加速度、质心侧偏角、铰接角和行驶轨迹的变化，验证了本文的控制策略能够实现本文的研究目标。 |
| 作者： | 张允明 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 苗立东;井光智 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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