半掛汽車列車的操縱性能比單體汽車復(fù)雜,低速轉(zhuǎn)向工況下,半掛汽車列車的掛車對(duì)牽引車軌跡的追隨性差;高速工況下,半掛汽車列車極易發(fā)生側(cè)翻等不穩(wěn)定現(xiàn)象。因此本文以半掛汽車列車為研究對(duì)象,為提高車輛低速時(shí)掛車追隨性、高速行駛穩(wěn)定性以及極限工況下的防側(cè)翻能力,對(duì)掛車主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制、差動(dòng)制動(dòng)控制分別展開了研究,并基于Matlab/Simulink、Trucksim軟件對(duì)半掛汽車列車進(jìn)行聯(lián)合控制研究。論文的具體研究內(nèi)容及結(jié)論如下:（1）半掛汽車列車動(dòng)力學(xué)模型研究。首先在進(jìn)行半掛汽車列車受力分析和運(yùn)動(dòng)分析的基礎(chǔ)上,建立了能夠描述車輛運(yùn)動(dòng)的五自由度橫擺側(cè)傾車輛模型;通過調(diào)用Trucksim軟件內(nèi)置的車輛模型,并通過參數(shù)辨識(shí)研究獲取了半掛汽車列車的主要車輛參數(shù);將五自由度車輛模型的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)與Trucksim軟件中的車輛動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了對(duì)比研究。研究結(jié)果表明:所建的五自由度半掛汽車列車動(dòng)力學(xué)模型可信,可用于主動(dòng)安全控制器的設(shè)計(jì)研究。（2）半掛汽車列車低速主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制研究。基于駕駛員模型的焦點(diǎn)預(yù)瞄思想,以掛車后軸中心與牽引車前軸中心軌跡偏差最小化為控制目標(biāo),利用移位寄存器操作,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的掛車車輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制器... 

【文章來源】：南京林業(yè)大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

012年-2017年我國掛車產(chǎn)量及同比增長率

2內(nèi)側(cè)偏移，嚴(yán)重時(shí)會(huì)刮碰彎道內(nèi)側(cè)的車輛和基礎(chǔ)設(shè)施，或占用其它車道，引發(fā)交通堵塞和交通事故[7-9]。高速行駛時(shí)，車輛穩(wěn)定性較差，極易發(fā)生擺振、側(cè)翻和折疊等嚴(yán)重的交通事故[10-12]，帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。此外對(duì)于拖掛車駕駛員來說，他們很難感知掛車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，駕駛員關(guān)于車輛操縱決策主要是基于牽引車運(yùn)動(dòng)，想要通過駕駛員對(duì)危險(xiǎn)情況作出及時(shí)的判斷和響應(yīng)來避免上述風(fēng)險(xiǎn)是極其困難的。圖1-2半掛汽車列車交通安全事故Fig.1-2Roadtrafficaccidentsoftractor-semitrailer圖1-2分別向我們呈現(xiàn)實(shí)際生活中半掛汽車列車因追隨性能和穩(wěn)定性能低引起的碾壓和側(cè)翻事故。根據(jù)深圳交警大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅深圳的重型半掛汽車列車保有量就達(dá)93055輛，在2018年1月~7月間，半掛汽車列車事故率和掛車死亡事故率分別為49.43%和1.40%。相比深圳私家車的33.59%和0.14%，分別高出47%和900%[13]。可見，半掛汽車列車目前的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)較高，安全形勢不容懈擔(dān)因此開展有關(guān)汽車列車橫向穩(wěn)定性問題的研究，基于橫向穩(wěn)定性控制提高汽車列車的安全性具有重大的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。近年來隨著先進(jìn)控制技術(shù)的發(fā)展和電子控制設(shè)備成本的降低，主動(dòng)控制技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于車輛的防側(cè)翻控制系統(tǒng)。對(duì)于汽車列車，如果能夠?qū)崿F(xiàn)掛車車輪轉(zhuǎn)向可以減小列車的轉(zhuǎn)彎通道寬度，減少輪胎磨損[14-16]，并能夠改善其高速行駛穩(wěn)定性[17-19]。差動(dòng)制動(dòng)通過對(duì)不同車輪實(shí)施制動(dòng)來實(shí)現(xiàn)需要的附加橫擺力矩，可以實(shí)現(xiàn)高側(cè)向加速度極端情況下的車輛穩(wěn)定性控制[20-22]。因此，研究掛車主動(dòng)轉(zhuǎn)向、差動(dòng)制動(dòng)對(duì)半掛汽車列車低速、高速及極限工況下的操縱性和穩(wěn)定性具有重要的理論和實(shí)際意義。1.2研究現(xiàn)狀分析在調(diào)研和梳理現(xiàn)有研究工作的基礎(chǔ)上，依據(jù)與本課題研究內(nèi)容的相關(guān)性，分別從汽

12圖2-5Trucksim/Simulink聯(lián)合仿真設(shè)置Fig.2-5CosimulationsettingsbasedonTrucksimandSimulink步驟①：鏈接到Simulink的mdl文件，屆時(shí)mdl文件中將生成Trucksim模型的S-function函數(shù)模塊；步驟②：聯(lián)合仿真步長設(shè)置；步驟③：S-function函數(shù)模塊輸入輸出設(shè)置；函數(shù)模塊的輸入輸出分別在ImportChannels、OutputChannels中設(shè)定，其中，Output代表輸出被控變量，即從TruckSim輸出車輛狀態(tài)到Simulink控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)反饋，Import代表車輛的外部輸入，包括駕駛員輸入和控制系統(tǒng)的執(zhí)行器輸入；步驟④：Simulink有一個(gè)設(shè)置32-bit/64-bit的軟件模式，所以需要選中與用戶Matlab軟件一致的軟件模式才可以實(shí)現(xiàn)配置工作。2.2.2車輛模型參數(shù)設(shè)置選取Trucksim軟件中車型為3ACabOverw/3AEuroTrailer的六軸半掛汽車列車作為本文的研究對(duì)象，如圖2-6所示。該半掛汽車列車由三軸牽引車（前軸為轉(zhuǎn)向軸，中、后軸都是驅(qū)動(dòng)軸）和三軸半掛車（傳統(tǒng)半掛汽車列車掛車車軸都不轉(zhuǎn)向）通過鞍式連接裝置連接組成，除牽引車前橋采用單胎外，其余車橋均采用雙胎。該車型也是國內(nèi)比較常見的半掛汽車列車車型。圖2-6Trucksim中的半掛汽車列車模型Fig.2-6Tractor-semitrailermodelinTruckSimsoftware

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本文編號(hào)：3112040