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单侧车轮离地SUV防侧翻控制研究
| 论文题名： | 单侧车轮离地SUV防侧翻控制研究 |
| 关键词： | 运动型多功能汽车;单侧车轮离地;能量法;侧翻预警;车辆动力学;模糊逻辑控制 |
| 摘要： | 运动型多功能汽车（SUV）是广受消费者喜爱的一种车型，相较于普通轿车，其具有底盘高、视野好、空间大等优点。但考虑到SUV质心位置相对偏高，发生侧翻的危险性也高。本文以SUV为研究对象，研究单侧车轮离地前后车辆的侧翻稳定性指标、侧翻预警及主动防侧翻控制措施。 本文的主要研究内容如下： （1）建立了单侧车轮离地SUV侧翻动力学模型。考虑非簧载质量侧倾运动耦合，分析单侧车轮离地前、后不同阶段的车辆动力学特征，建立了单侧车轮离地前、后的四自由度SUV侧翻动力学模型。采用CarSim与Simulink联合仿真进行了模型验证，不同工况下仿真结果表明所建立的单侧车轮离地前、后SUV侧翻动力学模型满足性能要求。 （2）提出了单侧车轮离地SUV归一化能量法侧翻评价指标。为使指标能够预测单侧车轮离地的危险，分析SUV在侧翻过程中的能量转化关系与能量法侧翻评价指标线性度，通过归一化处理得到了单侧车轮离地SUV归一化能量法侧翻评价指标。不同工况下仿真结果验证了归一化能量法侧翻评价指标的有效性与准确性，表明提出的归一化能量法侧翻评价指标不仅适用于非绊倒型工况，也适用于一些绊倒型工况。 （3）研究了单侧车轮离地SUV侧翻阈值条件。一方面通过单侧车轮离地SUV归一化能量法侧翻评价指标理论求解SUV侧翻阈值；另一方面设计了基于深度神经网络的计算模型求解SUV侧翻阈值，通过仿真对两种方法获得SUV侧翻阈值进行了相互验证。 （4）设计了基于预警的单侧车轮离地SUV主动防侧翻控制策略。应用预警理论求解了单侧车轮SUV离地预警及单侧车轮离地后侧翻预警时间。根据侧翻预警时间，设计了SUV单侧车轮离地前后的控制逻辑，离地前采用基于模型预测控制算法的主动转向控制，离地后采用基于模糊逻辑控制的双陀螺稳定器进行控制。典型工况仿真结果表明，基于预警的主动防侧翻控制策略可有效防止单侧车轮离地SUV侧翻。 |
| 作者： | 彭志宁 |
| 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： | 2022 |
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