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重型半挂汽车列车防侧翻控制策略研究
| 论文题名： | 重型半挂汽车列车防侧翻控制策略研究 |
| 关键词： | 重型半挂汽车列车;防侧翻控制;主动前轮转向;状态观测器;主动控制器 |
| 摘要： | 重型半挂汽车列车是中长途货运的主力车型，但其行驶过程中极易发生侧翻等失稳现象。因此，研究重型半挂汽车列车防侧翻控制策略，对抑制车辆侧翻趋势、提高车辆侧翻稳定性具有重要的理论意义和应用价值。 本文针对重型半挂汽车列车容易侧翻的问题，建立了半挂汽车列车动力学模型，并使用遗传算法对模型中无法直接测量的半挂汽车列车参数进行辨识，然后提出一种基于偏最小二乘回归的横向载荷转移率计算方法，计算半挂汽车列车的横向载荷转移率作为侧翻状态判定指标，最后制定了基于LQR的直接横摆力矩控制与主动前轮转向协调主动控制策略。主要研究内容如下： 首先对六轴重型半挂汽车列车进行受力分析，建立半挂汽车列车的动力学模型，并构建了状态观测器；在TruckSim中搭建半挂汽车列车模型，并通过遗传算法辨识得到无法直接测量得到的参数；将半挂汽车列车动力学模型中的观测数据与TruckSim仿真实验数据作对比，验证模型的精确性。 其次通过对半挂汽车列车进行侧倾分析，推导出横向载荷转移率的计算公式，构建半挂汽车列车的横向载荷转移率观测器，并将牵引车的载荷转移率(LTRC)和半挂车的载荷转移率(LTRT)分别考虑；总结出利用偏最小二乘回归计算得到横向载荷转移率的方法，称为PLS-LTR方法，并对偏最小二乘回归建模步骤进行了理论推导。 最后利用PLS-LTR方法计算出的横向载荷转移率作为控制策略的判定条件，设计了直接横摆力矩控制与主动前轮转向协调控制策略；根据半挂汽车列车动力学模型的状态空间方程设计了基于LQR的主动控制器，并利用遗传算法优化对Q、R加权系数矩阵进行了优化；在MATLAB/Simulink中搭建了半挂汽车列车防侧翻控制系统，在角阶跃、鱼钩和正弦工况下进行仿真实验，并对重型半挂汽车列车施加主动控制策略、无控制和单独差动制动控制的车辆横向载荷转移率进行了对比和分析；结果表明本文所提出的防侧翻控制策略具有良好的控制效果。 |
| 作者： | 邹嘉林 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 禄盛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆邮电大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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