基于參數(shù)辨識的半掛汽車列車側(cè)翻控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、半掛汽車列車由牽引車和掛車組成，相比一般載貨汽車，具有載運(yùn)量大、效率高、營運(yùn)成本低和節(jié)能減排效果好等優(yōu)點(diǎn)，因此得到廣泛應(yīng)用。但由于其重心高、重量和體積大，以及牽引車和掛車的相互耦合作用，極易發(fā)生側(cè)翻、折疊等重大交通事故，特別是側(cè)翻，人員、財產(chǎn)損失尤為慘重。因此，對半掛汽車列車進(jìn)行側(cè)翻控制以提高行駛穩(wěn)定性顯得尤為必要。
　　本文以提高半掛汽車列車側(cè)傾穩(wěn)定性為目的，重點(diǎn)對整車側(cè)翻控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，主要從半掛汽車列車模型的建立、模型參數(shù)

2、的辨識和側(cè)翻控制系統(tǒng)的建立三個方面展開:
　　首先，根據(jù)半掛汽車列車穩(wěn)定性控制的需要，基于汽車動力學(xué)原理，建立了涉及橫擺、側(cè)向和側(cè)傾運(yùn)動的半掛汽車列車動力學(xué)數(shù)學(xué)模型。
　　其次，結(jié)合角階躍轉(zhuǎn)向工況下的TruckSim仿真數(shù)據(jù)，針對半掛汽車列車模型因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、參數(shù)較多造成辨識困難的問題，采用遺傳算法和L-M優(yōu)化算法相結(jié)合的辨識方法，分兩步辨識出模型中的牽引車前軸側(cè)偏剛度、牽引車后軸側(cè)偏剛度、牽引車側(cè)傾剛度、牽引車側(cè)傾阻尼、掛車

3、軸側(cè)偏剛度、掛車側(cè)傾剛度、掛車側(cè)傾阻尼和第五輪側(cè)傾剛度共八個較難直接獲取的關(guān)鍵參數(shù)，并設(shè)計其它五種工況對辨識結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明:分步辨識方法能辨識得到較精確的參數(shù)值，使模型能較好的描述實(shí)車基本運(yùn)動特性，為整車側(cè)翻控制系統(tǒng)的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　對半掛汽車列車側(cè)翻控制策略進(jìn)行研究，以實(shí)車運(yùn)動狀態(tài)盡可能接近理想?yún)⒖紶顟B(tài)為控制目標(biāo)，利用LQR控制器決策出牽引車和掛車所需的附加橫擺力矩，并通過差動制動方式產(chǎn)生相應(yīng)的橫擺力矩，避免側(cè)翻的

4、發(fā)生。其中，運(yùn)用側(cè)向加速度門限結(jié)合橫向載荷轉(zhuǎn)移率的方法對車輛潛在的側(cè)翻危險進(jìn)行預(yù)測;并且制定了差動制動控制策略下目標(biāo)車輪的選擇規(guī)則和制動力分配原則。最后，利用MATLAB/Simulink搭建了整車側(cè)翻控制系統(tǒng)模型，并聯(lián)合TruckSim軟件，在魚鉤工況和高、低附雙移線工況這三個極限工況下進(jìn)行仿真試驗(yàn)。結(jié)果表明:所建立的整車側(cè)翻控制系統(tǒng)能有效對半掛汽車列車進(jìn)行側(cè)翻控制，避免發(fā)生側(cè)翻、橫擺和折疊危險事故，提高了半掛汽車列車行駛穩(wěn)定性和安全