本文關(guān)鍵詞：液罐車EPS和ASS集成控制系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 液罐車 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 主動(dòng)懸架系統(tǒng) 集成控制

【摘要】：隨著汽車使用量的增加,對(duì)車輛操縱穩(wěn)定性的研究也越來越多,但是對(duì)液罐車這種質(zhì)心變化復(fù)雜的三軸車輛的研究還較少。轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)是車輛底盤中非常重要的兩個(gè)子系統(tǒng),轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠確保車輛按照駕駛者指定方向行駛,使車輛具有良好的轉(zhuǎn)向靈敏性。懸架系統(tǒng)可以緩解路面沖擊,抑制車身姿態(tài)變化,使汽車穩(wěn)定行駛。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)和主動(dòng)懸架系統(tǒng)(ASS)的提出,有效提高了車輛的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性,為了將兩個(gè)子系統(tǒng)的功能相結(jié)合,發(fā)揮更好的效果,對(duì)液罐車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向和主動(dòng)懸架系統(tǒng)進(jìn)行集成控制研究。考慮到液罐車行駛過程中質(zhì)心位置不斷變化,提出將質(zhì)心變化規(guī)律作為集成控制器設(shè)計(jì)依據(jù),分別設(shè)計(jì)EPS和ASS控制器,并在集成控制器中進(jìn)行協(xié)調(diào)控制,以此減小兩個(gè)系統(tǒng)間的干涉作用。通過ADAMS與MATLAB/Simulink的聯(lián)合仿真,來驗(yàn)證集成控制器對(duì)提升操縱穩(wěn)定性的效果。全文主要工作如下:(1)根據(jù)車輛動(dòng)力學(xué)理論,建立三軸液罐車動(dòng)力學(xué)模型,并對(duì)液罐車不同充液比下質(zhì)心位置進(jìn)行分析計(jì)算,提出將液罐車質(zhì)心變化規(guī)律作為設(shè)計(jì)集成控制器的依據(jù)。(2)分析EPS和ASS結(jié)構(gòu)原理,對(duì)兩種系統(tǒng)分別采取模糊PID控制和自適應(yīng)模糊控制,對(duì)模糊控制、PID控制和自適應(yīng)控制的控制理論進(jìn)行詳細(xì)闡述。(3)在分析液罐車數(shù)學(xué)模型和控制理論的基礎(chǔ)上,對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制器、主動(dòng)懸架控制器以及兩者集成控制器進(jìn)行設(shè)計(jì),在MATLAB/Simulink中構(gòu)建控制系統(tǒng)框圖。選取液罐車常用充液比R=0.75和側(cè)翻危險(xiǎn)性最大充液比R=0.5,進(jìn)行角階躍轉(zhuǎn)向和角脈沖轉(zhuǎn)向工況仿真,分析控制器對(duì)提升操縱穩(wěn)定性的效果。(4)運(yùn)用多體動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS,創(chuàng)建液罐車各部件虛擬樣機(jī)模型,主要有電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向模型、主動(dòng)懸架模型等。使用ADAMS/Control模塊來實(shí)現(xiàn)ADAMS模型與Simulink控制模型的聯(lián)合仿真,用仿真結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證充液比R=0.75和R=0.5時(shí)集成控制器的控制效果。研究結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的集成控制器對(duì)橫擺角速度、質(zhì)心側(cè)偏角、側(cè)向加速度和車身側(cè)傾角幾個(gè)操縱穩(wěn)定性參數(shù)峰值的減少百分比在14.286%~66.860%之間,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差的減少幅度為16.190%~48.84%,有效減小了各參數(shù)的峰值和標(biāo)準(zhǔn)差。同時(shí)也說明,本文提出的將液罐車質(zhì)心變化規(guī)律加入集成控制器設(shè)計(jì)的方法是可行的,為今后進(jìn)行集成控制器實(shí)車試驗(yàn)工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：液罐車 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 主動(dòng)懸架系統(tǒng) 集成控制
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.61
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究及發(fā)展?fàn)顩r11-13
• 1.2.1 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向概述11-12
• 1.2.2 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的研究及發(fā)展?fàn)顩r12-13
• 1.3 汽車主動(dòng)懸架系統(tǒng)13-15
• 1.3.1 主動(dòng)懸架概述13-14
• 1.3.2 主動(dòng)懸架的研究及發(fā)展?fàn)顩r14-15
• 1.4 汽車底盤集成控制系統(tǒng)15-16
• 1.4.1 集成控制概述15
• 1.4.2 集成控制發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容16-17
• 1.6 研究的目的和意義17-18
• 第二章 液罐車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型18-30
• 2.1 主動(dòng)懸架系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型18-20
• 2.2 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向模型20-21
• 2.3 路面輸入模型21-22
• 2.4 輪胎模型22
• 2.5 液罐車液體動(dòng)力學(xué)模型22-26
• 2.5.1 液體質(zhì)心位置計(jì)算22-24
• 2.5.2 液罐車不同充液比質(zhì)心分析24-25
• 2.5.3 液罐車整車側(cè)傾模型25-26
• 2.6 EPS與ASS集成模型26-29
• 2.7 本章小結(jié)29-30
• 第三章 控制理論基礎(chǔ)30-37
• 3.1 模糊控制理論30-33
• 3.1.1 模糊集合和隸屬度函數(shù)31
• 3.1.2 模糊關(guān)系和模糊矩陣31-32
• 3.1.3 模糊邏輯與模糊語言32
• 3.1.4 模糊算法32-33
• 3.2 PID控制理論33-35
• 3.2.1 PID控制簡(jiǎn)介33-34
• 3.2.2 控制器性能參數(shù)對(duì)控制效果的影響34-35
• 3.3 自適應(yīng)控制理論35-36
• 3.3.1 自適應(yīng)控制簡(jiǎn)介35
• 3.3.2 自適應(yīng)模糊控制介紹35-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第四章 集成控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)37-50
• 4.1 EPS模糊PID控制器設(shè)計(jì)37-44
• 4.1.1 模糊PID結(jié)構(gòu)37-38
• 4.1.2 模糊PID控制器設(shè)計(jì)38-41
• 4.1.3 MATLAB/Simulink角階躍仿真41-44
• 4.2 ASS自適應(yīng)模糊控制器設(shè)計(jì)44-48
• 4.2.1 自適應(yīng)模糊基本原理44-45
• 4.2.2 控制器設(shè)計(jì)45-46
• 4.2.3 MATLAB/Simulink角階躍仿真46-48
• 4.3 EPS與ASS集成控制器設(shè)計(jì)48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第五章 液罐車ADAMS模型與聯(lián)合仿真50-74
• 5.1 ADAMS軟件簡(jiǎn)介50-51
• 5.2 液罐車ADAMS模型51-58
• 5.2.1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型52-53
• 5.2.2 懸架模型53-56
• 5.2.3 整車仿真模型56-58
• 5.3 ADAMS動(dòng)力學(xué)仿真58-63
• 5.3.1 R=0.75 角脈沖轉(zhuǎn)向仿真59-61
• 5.3.2 R=0.75 角階躍轉(zhuǎn)向仿真61-63
• 5.4 聯(lián)合仿真及結(jié)果分析63-72
• 5.4.1 R=0.75 聯(lián)合仿真63-68
• 5.4.2 R=0.5 聯(lián)合仿真68-72
• 5.5 本章小結(jié)72-74
• 第六章 全文總結(jié)與展望74-76
• 6.1 全文總結(jié)74-75
• 6.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)75
• 6.3 不足與展望75-76
• 致謝76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果80

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