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原文传递一种基于控制力矩陀螺的铰接车辆主动安全控制系统

专利名称：	一种基于控制力矩陀螺的铰接车辆主动安全控制系统
摘要：	本发明涉及一种基于控制力矩陀螺的铰接车辆主动安全控制系统，包括：车辆数据采集部分，用于采集铰接车辆前后车身姿态参数、运动参数的传感器、用于测量转向角的编码器、用于车辆测速的编码器；数据处理与控制输出部分，建立的车辆动力学模型简化选取四个自由度：整车的侧向位移、前车体的横摆角速度、后车体的横摆角速度、整车的侧倾角，微处理器以整车模型为基础，对传感器数据进行处理，估计状态参数输出控制信号；控制力矩陀螺平衡机构，由两个纵向布置的单框架控制力矩陀螺作为执行机构，两个单框架控制力矩陀螺机构的摆动角速度大小相等，方向相反，平衡力矩相互叠加，而与平衡力矩方向相垂直的干扰力矩，方向相反，相互抵消。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	福建;35
申请人：	厦门大学
发明人：	祝青园;刘珺;陈炜;侯亮;卜祥建
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-24T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910068068.6
公开号：	CN109878579A
代理机构：	厦门市首创君合专利事务所有限公司
代理人：	张松亭;张迪
分类号：	B62D37/06(2006.01);B;B62;B62D;B62D37
申请人地址：	361000 福建省厦门市思明南路422号
主权项：	1.一种基于控制力矩陀螺的铰接车辆主动安全控制系统，其特征在于所述铰接车辆分为前车体、后车体和后桥；所述主动安全控制系统包括：车辆数据采集部分，包括用于采集前车体和后车体的姿态参数、运动参数的传感器、用于测量前车体和后车体铰接处转向角的传感器、用于车辆测速的传感器；数据处理与控制输出部分，其中的微处理器选取四个自由度，建立系统的运动微分方程，并以车辆数据采集部分收集的数据做为运动微分方程的输入，建立LMI状态反馈鲁棒控制器；所述四个自由度为：整车的侧向位移y、前车体的横摆角速度、后车体的横摆角速度、整车的侧倾角控制力矩陀螺平衡机构，由两个纵向布置的单框架控制力矩陀螺机构作为执行机构，两个单框架控制力矩陀螺机构的陀螺转子转速相等、方向相反，框架摆动角速度大小相等、方向相反，平衡力矩相互叠加，而与平衡力矩方向相垂直的干扰力矩，方向相反，相互抵消；微处理以侧倾预警时间TTR为触发信号，当微处理器判断载体平台发生侧倾失稳时，鲁棒控制器发送指令作用于控制力矩陀螺组的摆动舵机，舵机通过齿轮传动带动两个单框架控制力矩陀螺机构进行摆动，产生进动平衡力矩，调整载体平台姿态，使载体平台重新回到平衡状态。 2.如权利要求1所述的一种基于控制力矩陀螺的铰接车辆主动安全控制系统，其特征在于：所述前车体包括前桥和工作装置。 3.如权利要求1所述的一种基于控制力矩陀螺的铰接车辆主动安全控制系统，其特征在于：所述用于采集前车体和后车体的姿态参数、运动参数的传感器为安装在前车体和后车体的电子陀螺仪，其获取前车体和后车体的侧向加速度、横摆角速度、侧倾角、侧倾角速度。 4.如权利要求1所述的一种基于控制力矩陀螺的铰接车辆主动安全控制系统，其特征在于：所述用于测量前车体和后车体铰接处转向角的传感器为与铰接处转轴配合的编码器。 5.如权利要求1所述的一种基于控制力矩陀螺的铰接车辆主动安全控制系统，其特征在于：所述用于车辆测速的传感器为与后车身轮轴配合的编码器。 6.如权利要求1所述的一种基于控制力矩陀螺的铰接车辆主动安全控制系统，其特征在于：所述控制力矩陀螺平衡机构包括电位器、摆动舵机、传动齿轮和两个单框架控制力矩陀螺机构；所述单框架控制力矩陀螺机构包括直流无刷电机、电机安装板、惯性飞轮、惯性飞轮框架、上轴承、下轴承、上法兰轴套、下法兰轴套、大齿轮、大齿轮轴、框架轴；所述直流无刷电机通过电机安装板固定在惯性飞轮框架的上部，惯性飞轮通过螺栓与上下两个法兰轴套的法兰盘连接，法兰轴套的轴端与固定在惯性飞轮框架上的上下轴承过盈配合，上法兰轴套与直流无刷电机的伸出轴连接，且通过周向紧定螺丝锁紧；惯性飞轮框架两边分别有大齿轮轴和框架轴，并且通过轴承分别安装在外壳箱体上；大齿轮安装在大齿轮轴上，通过轴肩和弹簧挡圈进行轴向固定。 7.如权利要求6所述的一种基于控制力矩陀螺的铰接车辆主动安全控制系统，其特征在于：所述两个单框架控制力矩陀螺机构通过齿轮啮合传动。 8.如权利要求7所述的一种基于控制力矩陀螺的铰接车辆主动安全控制系统，其特征在于：所述惯性飞轮质量与惯量相等，由直流无刷电机驱动。 9.如权利要求8所述的一种基于控制力矩陀螺的铰接车辆主动安全控制系统，其特征在于：其中一个所述单框架控制力矩陀螺机构的轴端安装有电位器，用于测量该单框架控制力矩陀螺机构摆动的角度。 10.如权利要求9所述的一种基于控制力矩陀螺的铰接车辆主动安全控制系统，其特征在于：还包括外壳箱体，所述电位器、摆动舵机、传动齿轮和两个单框架控制力矩陀螺机构封装在箱体内。
所属类别：	发明专利