在現(xiàn)代生活過程中,人們對(duì)于車輛出行的穩(wěn)定性和安全性需求愈來愈高。與四輪汽車相比,多軸汽車往往承擔(dān)著特殊作業(yè)任務(wù),由于其工作環(huán)境差且自身結(jié)構(gòu)特殊,多軸汽車的操縱穩(wěn)定性和安全性明顯較弱。多軸汽車在轉(zhuǎn)向過程中車速高重心高,很多交通事故是由于轉(zhuǎn)向過程中的側(cè)向失衡導(dǎo)致的,因此需要一種良好的轉(zhuǎn)向控制策略來提高多軸汽車的行駛穩(wěn)定性。本文從如下幾個(gè)方面展開。本文在ADAMS/View中建立五軸全輪轉(zhuǎn)向26自由度車輛模型,在MATLAB/Simulink中建立控制模型,將兩種軟件的優(yōu)勢結(jié)合起來,能夠得到更精確的試驗(yàn)結(jié)果。以某五軸油田鉆井車為模型進(jìn)行建模,其中每個(gè)車輪可獨(dú)立驅(qū)動(dòng)或轉(zhuǎn)向,這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)存在很多自由度,對(duì)操縱穩(wěn)定性的研究比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力,為了方便研究,縮減模型自由度個(gè)數(shù),建立二自由度動(dòng)力學(xué)模型�；谥鲃�(dòng)后輪轉(zhuǎn)向阿克曼理論可得到各車輪轉(zhuǎn)角,在多軸汽車轉(zhuǎn)向過程動(dòng)態(tài)控制D值（轉(zhuǎn)向中心到第一軸的距離）,利用后輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向來改善汽車操縱穩(wěn)定性[1]。對(duì)于PID控制系統(tǒng)部分,運(yùn)用不完全微分控制算法來降低系統(tǒng)的高頻振蕩,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。本文基于橫擺角速度的PID控制方式,即把橫擺角速度的實(shí)際值與目標(biāo)值的差值作為PI... 

【文章來源】：青島理工大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

某油田鉆井車的結(jié)構(gòu)

青島理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文2為了躲避其他車輛，駕駛員猛打方向盤，使多軸汽車轉(zhuǎn)向過度因而發(fā)生失穩(wěn)狀況。這就需要一種汽車操縱穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，適應(yīng)不斷變化的行駛環(huán)境，當(dāng)多軸汽車失穩(wěn)或者即將失穩(wěn)的時(shí)候及時(shí)輔助駕駛員一起操縱汽車，規(guī)避事故，保護(hù)駕乘人員的人身和財(cái)產(chǎn)安全，并且能降低駕駛員的操作難度，消除經(jīng)驗(yàn)不足的駕駛員的緊張感。圖1.2多軸重型汽車車禍現(xiàn)場圖Fig1.2Sceneofmulti-axleheavy-dutyvehicleaccident汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的好壞影響著汽車操縱穩(wěn)定性的好壞。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一種根據(jù)駕駛員的意圖操控汽車行駛的底盤系統(tǒng)，汽車轉(zhuǎn)彎過程的穩(wěn)定性及安全性成為研究熱潮。主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能特點(diǎn)是當(dāng)車輛在惡劣工況下高速轉(zhuǎn)向行駛而失穩(wěn)或即將失穩(wěn)，并且駕駛員由于經(jīng)驗(yàn)不足無法反應(yīng)或者反應(yīng)較慢時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整車輪轉(zhuǎn)角，提供額外的驅(qū)動(dòng)力矩使汽車得到穩(wěn)定行駛。目前汽車主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要有兩種：主動(dòng)前軸轉(zhuǎn)向（activefontsteering,AFS）系統(tǒng)、主動(dòng)后軸轉(zhuǎn)向（activerearsteering,ARS）系統(tǒng)。主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可根據(jù)車速、行駛環(huán)境等因素輔助轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向控制器信號(hào)和方向盤信號(hào)共同決定前輪轉(zhuǎn)角的大校然而，多軸汽車后輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與以前的前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)存在很多差異，汽車后輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的前后輪均參與轉(zhuǎn)向，增加了一些調(diào)整后輪轉(zhuǎn)向的結(jié)構(gòu)：電機(jī)、轉(zhuǎn)向控制器等，后輪控制器可操控后輪轉(zhuǎn)向動(dòng)作，將多軸汽車的狀態(tài)參數(shù)以及運(yùn)動(dòng)信息傳送給控制器，再將控制信息傳遞給后輪轉(zhuǎn)向電機(jī)，實(shí)現(xiàn)后輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向[4]；并且多軸汽車可以根據(jù)不同車速和轉(zhuǎn)向環(huán)境調(diào)整轉(zhuǎn)向動(dòng)作，決策哪些車輪參與轉(zhuǎn)向。在傳統(tǒng)汽車駕駛過程中，駕駛員操縱方向盤實(shí)現(xiàn)多軸汽車轉(zhuǎn)向的。對(duì)于經(jīng)驗(yàn)匱乏的新駕駛員來說，在汽車行駛過程當(dāng)中他們遇到突發(fā)情況會(huì)引發(fā)駕駛員心情?

青島理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文12在，學(xué)者們研發(fā)了很多控制方法，控制目標(biāo)主要有橫擺角速度、車輪側(cè)偏角等。如圖2.1為車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的組成圖，其中“信號(hào)輸入”部分通過各種傳感器獲得信號(hào)，如轉(zhuǎn)向角傳感器、車速傳感器等。2.3五軸汽車操縱動(dòng)力學(xué)模型建立2.3.1線性二自由度動(dòng)力學(xué)方程線性二自由度模型是最簡單的車輛模型，假設(shè)不存在簧載質(zhì)量的動(dòng)力學(xué)問題，假定汽車平行于地面做平面運(yùn)動(dòng)，將復(fù)雜的汽車變成簡單的“自行車模型”。五軸汽車實(shí)際行駛過程是極其復(fù)雜的，二自由度模型的缺點(diǎn)在于涉及參數(shù)較少，不能全面剖析多軸汽車的轉(zhuǎn)向性能。但在線性范圍內(nèi)，兩自由度模型的精度可以達(dá)到70%以上。因此本文車輛動(dòng)力學(xué)模型選擇二自由度模型。在建立二自由度理想模型之前，做一些理想化的假設(shè)：（1）忽略空氣阻力的作用；（2）為保證汽車在線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)工作，假設(shè)汽車的側(cè)向加速度小于0.4g；（3）假定轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為剛性，將輸入加到轉(zhuǎn)向輪；（4）假設(shè)汽車行駛過程中，汽車的輪胎特性不變；（5）假設(shè)懸架系統(tǒng)為剛性；（6）設(shè)定汽車在平整的路面運(yùn)動(dòng)；（7）忽略地面切向力對(duì)輪胎的影響。圖2.2五軸汽車全輪轉(zhuǎn)向二自由度模型Fig2.2Five-axlevehiclefull-wheelsteeringtwo-degree-of-freedommodel

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
[1]基于后輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)高速汽車側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性研究[D]. 李斌.長春工業(yè)大學(xué) 2018
[2]某6×6全輪轉(zhuǎn)向車輛操縱穩(wěn)定性研究[D]. 邱智穎.北京理工大學(xué) 2016
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本文編號(hào)：3277420