發(fā)布時間：2020-06-09 15:43

【摘要】：鉸接轉(zhuǎn)向工程車輛因具有轉(zhuǎn)向半徑小、作業(yè)效率高、機動性能好等優(yōu)點被廣泛使用,但變結構、變載荷、變質(zhì)心的特點,且常作業(yè)于非結構路面,導致其穩(wěn)定性較差,側(cè)傾翻事故頻頻發(fā)生。以翻車保護結構(Roll-Over Protective Structure,ROPS)為代表的被動保護不能從根本上解決問題,實現(xiàn)其失穩(wěn)預警及主動安全控制是最有效的方法。本文根據(jù)鉸接轉(zhuǎn)向工程車輛的結構特點和失穩(wěn)規(guī)律,建立了失穩(wěn)預警參考模型,研究了側(cè)翻失穩(wěn)預警算法,并根據(jù)陀螺的進動效應開發(fā)了基于單框架控制力矩陀螺機構的主動安全控制方法。論文的具體工作如下:(1)搭建了考慮側(cè)傾和橫擺的鉸接轉(zhuǎn)向工程車輛失穩(wěn)預警參考模型。對鉸接轉(zhuǎn)向工程車輛的車體結構特性和側(cè)向失穩(wěn)過程進行分析,利用朗格朗日第二類方程建立了考慮側(cè)傾和橫擺的鉸接轉(zhuǎn)向工程車輛四自由度失穩(wěn)預警參考模型,通過物理樣機模型試驗驗證失穩(wěn)預警參考模型的正確性。(2)完成了基于TTR動態(tài)門限值的失穩(wěn)預警算法。利用前文建立的失穩(wěn)預警參考模型,選取穩(wěn)態(tài)余量角為失穩(wěn)判斷指標,建立了基于TTR(Time to rollover)動態(tài)門限值的失穩(wěn)預警算法,從軟件層面和硬件層面設計開發(fā)了側(cè)翻預警控制器,利用低速和高速勻速圓周運動工況,驗證了該預警算法的準確性和實時性。(3)完成了基于單框架控制力矩陀螺的主動安全控制方法�；谔摂M樣機技術和模塊化的設計思想,設計開發(fā)了單框架控制力矩陀螺機構,建立了包含單框架控制力矩陀螺機構和鉸接轉(zhuǎn)向工程車輛系統(tǒng)的動力學模型。制定了基于TTR側(cè)翻預警的防側(cè)翻控制算法,采用LMI魯棒控制方式得到最優(yōu)附加側(cè)傾力矩,并在MATLAB中做了仿真分析,驗證了控制算法的有效性。最后搭建了鉸接轉(zhuǎn)向工程車輛主動安全控制實驗平臺,在物理樣機車上驗證了該側(cè)翻預警控制器可以有效的進行鉸接轉(zhuǎn)向工程車輛側(cè)翻預警,并通過報警裝置提醒駕駛員謹慎做,從而避免側(cè)翻事故的發(fā)生。綜上所述,本文主要研究了鉸接轉(zhuǎn)向工程車輛失穩(wěn)預警算法及主動安全控制方法,增加了鉸接轉(zhuǎn)向工程車輛的穩(wěn)定性與安全性。
【圖文】：

內(nèi)車輛的危險程度，與側(cè)翻門限值作對比，如果大于側(cè)翻門限值，則觸發(fā)聲光報逡逑警器警示駕駛員，如果小于側(cè)翻門限值，則進入下一個周期進行側(cè)翻預警計算。逡逑車輛防側(cè)翻預警系統(tǒng)工作原理圖如圖１．２所示。逡逑６逡逑

學者基于公路車輛的防抱死系統(tǒng)（ＡＢＳ）邋＾＿５３１和電子穩(wěn)定裝置（ＥＳＰ）邋１５４＿５７＞等對逡逑其進行了大量的研究，，得到了一些成果對鉸接轉(zhuǎn)向工程車輛的主動安全控制有逡逑一定的借鑒作用。基于擺動橋控制［５８＿６１］是一種比較新穎的方法，如圖１．３所示，逡逑當車輛行駛在安全閾值范圍內(nèi)時擺動橋可以自由擺動，保證擺動橋的基本功能；逡逑當車輛處于高速轉(zhuǎn)彎、斜坡作業(yè)等狀態(tài)下，車輛的側(cè)傾穩(wěn)定性超出了安全閾值，逡逑８逡逑
【學位授予單位】：廈門大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU603

【參考文獻】

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1 夏小歡;陳南;劉云華;;小型輪式裝載機安全駕駛室設計[J];機械制造與自動化;2015年01期

2 Amdrze G.Nalecz;Zhengyu Lu;Kemneth L.d'Entremont;;車輛側(cè)翻傾向動態(tài)測試的研究(一)[J];傳動技術;2014年03期

3 陳毅華;徐健康;毛建國;金智林;;基于TTR的汽車側(cè)翻預警研究[J];重慶理工大學學報(自然科學);2014年07期

4 朱天軍;宗長富;吳炳勝;孫振軍;;基于改進TTR算法的重型車輛側(cè)翻預警系統(tǒng)[J];機械工程學報;2011年10期

5 陳茂勝;金光;安源;武俊峰;張劉;曲宏松;;采用自適應PI控制的單框架控制力矩陀螺角動量飛輪系統(tǒng)的設計[J];光學精密工程;2011年05期

6 胡愛軍;王朝暉;;汽車主動安全技術[J];機械設計與制造;2010年07期

7 楊秀芳;張新;常桂秀;樓媛媛;;汽車主動安全技術的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J];重慶工學院學報(自然科學版);2008年04期

8 吳曉東;李冰;趙學增;;差動制動對汽車制動穩(wěn)定性的影響[J];交通運輸工程學報;2008年01期

9 陳雪芹;耿云海;張迎春;王峰;;基于LMI的魯棒容錯控制及其在衛(wèi)星姿態(tài)控制中的應用[J];控制理論與應用;2008年01期

10 金智林;翁建生;胡海巖;;基于模糊差動制動的運動型多功能汽車防側(cè)翻控制[J];汽車技術;2008年01期

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1 李學飛;鉸接轉(zhuǎn)向車輛側(cè)傾失穩(wěn)機理及主動防傾翻控制方法研究[D];吉林大學;2014年

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1 周龍加;一種基于陀螺進動效應的倒立擺系統(tǒng)研制[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

2 楊朋;采用單框架控制力矩陀螺的衛(wèi)星姿態(tài)控制[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

3 張玉新;鉸接式工程車輛傾翻穩(wěn)定性與防傾翻預警策略研究[D];吉林大學;2012年

4 張庭龍;某重型卡車側(cè)翻性能的試驗與仿真研究[D];湖南大學;2011年

5 劉剛;應用控制力矩陀螺的衛(wèi)星姿態(tài)機動控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

本文編號：2704901