【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(jī)動性能好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用,但變結(jié)構(gòu)、變載荷、變質(zhì)心的特點(diǎn),且常作業(yè)于非結(jié)構(gòu)路面,導(dǎo)致其穩(wěn)定性較差,側(cè)傾翻事故頻頻發(fā)生。以翻車保護(hù)結(jié)構(gòu)(Roll-Over Protective Structure,ROPS)為代表的被動保護(hù)不能從根本上解決問題,實(shí)現(xiàn)其失穩(wěn)預(yù)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)和失穩(wěn)規(guī)律,建立了失穩(wěn)預(yù)警參考模型,研究了側(cè)翻失穩(wěn)預(yù)警算法,并根據(jù)陀螺的進(jìn)動效應(yīng)開發(fā)了基于單框架控制力矩陀螺機(jī)構(gòu)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(yù)警參考模型。對鉸接轉(zhuǎn)向工程車輛的車體結(jié)構(gòu)特性和側(cè)向失穩(wěn)過程進(jìn)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(yù)警參考模型,通過物理樣機(jī)模型試驗(yàn)驗(yàn)證失穩(wěn)預(yù)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(yù)警算法。利用前文建立的失穩(wěn)預(yù)警參考模型,選取穩(wěn)態(tài)余量角為失穩(wěn)判斷指標(biāo),建立了基于TTR(Time to rollover)動態(tài)門限值的失穩(wěn)預(yù)警算法,從軟件層面和硬件層面設(shè)計(jì)開發(fā)了側(cè)翻預(yù)警控制器,利用低速和高速勻速圓周運(yùn)動工況,驗(yàn)證了該預(yù)警算法的準(zhǔn)確性和實(shí)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(jī)技術(shù)和模塊化的設(shè)計(jì)思想,設(shè)計(jì)開發(fā)了單框架控制力矩陀螺機(jī)構(gòu),建立了包含單框架控制力矩陀螺機(jī)構(gòu)和鉸接轉(zhuǎn)向工程車輛系統(tǒng)的動力學(xué)模型。制定了基于TTR側(cè)翻預(yù)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(yàn)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(shí)驗(yàn)平臺,在物理樣機(jī)車上驗(yàn)證了該側(cè)翻預(yù)警控制器可以有效的進(jìn)行鉸接轉(zhuǎn)向工程車輛側(cè)翻預(yù)警,并通過報警裝置提醒駕駛員謹(jǐn)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(yù)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(jìn)入下一個周期進(jìn)行側(cè)翻預(yù)警計(jì)算。逡逑車輛防側(cè)翻預(yù)警系統(tǒng)工作原理圖如圖１．２所示。逡逑６逡逑

學(xué)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(jìn)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�；跀[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(dāng)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(dāng)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(xué)位授予單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU603

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2704901