虛擬軌道有軌電車循跡特性及力矩分配研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市交通方式呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展態(tài)勢。在汽車、地鐵等現(xiàn)有城市交通工具的基礎(chǔ)上，考慮能源利用、資源整合以及交通便利性等因素，提出一種新型城市軌道交通方式，即一種基于橡膠車輪和虛擬軌道技術(shù)的有軌電車。此種車輛屬于四輪轂電機(jī)驅(qū)動的智能車輛，其既保有軌道交通大運量的特點又兼顧了汽車的機(jī)動靈活性。
　　車輛自主循跡及驅(qū)動控制是虛擬軌道有軌電車的關(guān)鍵技術(shù)之一，為此針對虛擬軌道有軌電車系統(tǒng)，主要完成以下幾個方面的研究內(nèi)容:

2、
　　首先，建立包含側(cè)向和橫擺的線性二自由度車輛操縱模型，研究其動力學(xué)性能及操縱特性規(guī)律，并分析“魔術(shù)公式”輪胎模型在不同工況下的受力狀況，然后建立包含縱向、側(cè)向、橫擺以及車輪旋轉(zhuǎn)的七自由度車輛模型。
　　其次，建立考慮道路幾何特性對車輛循跡效果影響的控制模型，道路幾何特性包括跟蹤路徑的大地坐標(biāo)、道路曲率以及道路寬度，并采用離散數(shù)表的方式表示。根據(jù)公路線路設(shè)計相關(guān)理論，建立道路曲率和道路寬度對車輛理想縱向速度影響模型。在方向

3、控制方面，建立基于側(cè)向加速度反饋的駕駛員模型。在此基礎(chǔ)上，綜合考慮速度和方向聯(lián)合控制，使用“預(yù)瞄-跟蹤”駕駛員建模理論對任意路徑進(jìn)行循跡。
　　再次，為描述車輛實際線路下的循跡效果，引入任意路徑循跡誤差計算方法，將循跡誤差作為衡量線路循跡效果的評價指標(biāo)，該指標(biāo)為統(tǒng)計意義下的優(yōu)化指標(biāo)。針對大曲率道路工況下車輛循跡偏差較大的現(xiàn)象，為優(yōu)化大曲率路段循跡效果，提出循跡誤差最優(yōu)準(zhǔn)則。根據(jù)循跡優(yōu)化指標(biāo)對車輛理想縱向速度進(jìn)行修正，并在此基礎(chǔ)上建

4、立方向盤轉(zhuǎn)角修正模型，通過循跡誤差最優(yōu)準(zhǔn)則選取不同速度區(qū)間下的修正系數(shù)，在大曲率道路工況下對車輛循跡進(jìn)行修正，其適用于優(yōu)化大曲率路段的循跡效果。
　　最后，建立基于路徑跟蹤的全輪力矩分配算法，在線路循跡效果較優(yōu)基礎(chǔ)上，提取車輛路徑跟蹤所需的運動學(xué)及動力學(xué)參數(shù)，建立車輛輪胎附著系數(shù)最優(yōu)作為優(yōu)化目標(biāo)的力矩分配方法，并推導(dǎo)出各輪胎瞬態(tài)的力值?？紤]驅(qū)動-轉(zhuǎn)彎聯(lián)合工況下的“魔術(shù)公式”輪胎逆模型，根據(jù)輪胎瞬態(tài)的力值反求出輪胎滑轉(zhuǎn)率和輪胎側(cè)偏角