基于參數(shù)辨識的半掛汽車列車側翻控制系統(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，具有載運量大、效率高、營運成本低和節(jié)能減排效果好等優(yōu)點，因此得到廣泛應用。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)生側翻、折疊等重大交通事故，特別是側翻，人員、財產(chǎn)損失尤為慘重。因此，對半掛汽車列車進行側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傾穩(wěn)定性為目的，重點對整車側翻控制系統(tǒng)進行研究，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，基于汽車動力學原理，建立了涉及橫擺、側向和側傾運動的半掛汽車列車動力學數(shù)學模型。
　　其次，結合角階躍轉向工況下的TruckSim仿真數(shù)據(jù)，針對半掛汽車列車模型因結構復雜、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)化算法相結合的辨識方法，分兩步辨識出模型中的牽引車前軸側偏剛度、牽引車后軸側偏剛度、牽引車側傾剛度、牽引車側傾阻尼、掛車

3、軸側偏剛度、掛車側傾剛度、掛車側傾阻尼和第五輪側傾剛度共八個較難直接獲取的關鍵參數(shù)，并設計其它五種工況對辨識結果進行驗證。結果表明: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車基本運動特性，為整車側翻控制系統(tǒng)的研究奠定了基礎。
　　對半掛汽車列車側翻控制策略進行研究，以實車運動狀態(tài)盡可能接近理想?yún)⒖紶顟B(tài)為控制目標，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)生相應的橫擺力矩，避免側翻的

4、發(fā)生。其中，運用側向加速度門限結合橫向載荷轉移率的方法對車輛潛在的側翻危險進行預測;并且制定了差動制動控制策略下目標車輪的選擇規(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行仿真試驗。結果表明:所建立的整車側翻控制系統(tǒng)能有效對半掛汽車列車進行側翻控制，避免發(fā)生側翻、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