本文關(guān)鍵詞：半掛汽車列車倒車控制研究

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【摘要】：由牽引車、半掛車組成的汽車列車,具有載重量大、運(yùn)輸效率高、運(yùn)輸成本低的優(yōu)點(diǎn),已逐漸成為道路運(yùn)輸車輛的主體。半掛汽車列車在向前行駛時的動力學(xué)狀態(tài)是開環(huán)穩(wěn)定的,但由于車輛本身的非線性、不穩(wěn)定性、不確定性等因素,汽車列車在進(jìn)行倒退行駛時是開環(huán)不穩(wěn)定的,容易發(fā)生折疊、碰撞等非穩(wěn)定狀態(tài)現(xiàn)象;另外,半掛汽車列車車體較長,汽車后視鏡、側(cè)視鏡安裝的局限性造成的可視性比較差,使得倒車過程依賴于駕駛員的駕駛經(jīng)驗(yàn)和技巧。為了降低半掛汽車列車駕駛員的駕駛難度、提高駕駛員的工作效率,有必要解決半掛汽車列車的倒車控制問題,同時也為研發(fā)半掛汽車列車駕駛輔助系統(tǒng)提供技術(shù)支持。本文以非線性運(yùn)動學(xué)關(guān)系為基礎(chǔ),圍繞半掛汽車列車在倒車過程中出現(xiàn)的折疊、碰撞等問題展開研究,利用微分平坦理論與反饋控制理論分別設(shè)計控制器,提出汽車列車倒車的控制策略,力求解決半掛汽車列車在倒車過程中出現(xiàn)的折疊、碰撞問題。本研究主要內(nèi)容如下:建立牽引車、半掛車運(yùn)動學(xué)模型,找出半掛汽車列車系統(tǒng)模型的平坦輸出,對系統(tǒng)進(jìn)行平坦屬性判定,求證半掛汽車列車是微分平坦系統(tǒng);基于微分平坦理論設(shè)計微分平坦控制器并規(guī)劃基于多項(xiàng)式的期望倒車軌跡。構(gòu)建半掛汽車列車運(yùn)動學(xué)模型,對非線性運(yùn)動學(xué)模型進(jìn)行近似線性化;分析半掛汽車列車的系統(tǒng)穩(wěn)定性,求證半掛汽車列車倒退行駛狀態(tài)是不穩(wěn)定的;對汽車列車運(yùn)動學(xué)方程進(jìn)行近似線性的拉普拉斯變換,設(shè)計半掛汽車列車沿直線倒退行駛時基于掛車航向角和質(zhì)心位姿角的牽連角跟蹤反饋控制器。通過仿真試驗(yàn)找到與微分平坦控制器以及牽連角跟蹤反饋控制器相適應(yīng)的控制增益;對基于微分平坦控制器控制的半掛汽車列車沿規(guī)劃的期望倒車軌跡進(jìn)行仿真試驗(yàn),驗(yàn)證該控制器對汽車列車倒車軌跡以及各角度跟蹤情況;最后,對基于牽連角跟蹤反饋控制器的半掛汽車列車沿直線倒車狀態(tài)的仿真試驗(yàn),驗(yàn)證該控制器對車輛倒車軌跡以及各個角度的跟蹤狀況。
【關(guān)鍵詞】：半掛汽車列車 倒車 運(yùn)動學(xué) 微分平坦 角反饋 仿真
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.53
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 倒車控制算法研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 研究內(nèi)容15-17
• 第2章 基于微分平坦理論的倒車控制策略17-27
• 2.1 微分平坦理論17-18
• 2.2 半掛汽車列車平坦系統(tǒng)的判定18-22
• 2.2.1 半掛汽車列車系統(tǒng)的模型構(gòu)建18-20
• 2.2.2 半掛汽車列車系統(tǒng)的微分平坦表達(dá)20-22
• 2.3 半掛汽車列車的倒車控制策略22-25
• 2.3.1 微分平坦控制器的設(shè)計以及軌跡規(guī)劃23-24
• 2.3.2 點(diǎn)到點(diǎn)的軌跡規(guī)劃24-25
• 2.4 小結(jié)25-27
• 第3章 基于牽連角跟蹤反饋控制器的倒車控制策略27-37
• 3.1 反饋控制理論27-28
• 3.2 半掛汽車列車系統(tǒng)的分析28-32
• 3.2.1 半掛汽車列車系統(tǒng)的模型建立28-30
• 3.2.2 半掛汽車列車系統(tǒng)行駛情況的穩(wěn)定性分析30-32
• 3.3 半掛汽車列車沿直線的倒車控制策略32-36
• 3.3.1 半掛汽車列車倒車控制系統(tǒng)設(shè)計33-34
• 3.3.2 牽連角反饋跟蹤控制策略34-36
• 3.4 小結(jié)36-37
• 第4章 半掛汽車列車倒車控制策略仿真37-55
• 4.1 基于微分平坦控制器的倒車控制策略仿真37-42
• 4.1.1 半掛汽車列車基于多項(xiàng)式的期望倒車軌跡37-39
• 4.1.2 基于微分平坦控制器的倒車控制系統(tǒng)仿真39-42
• 4.2 基于牽連角跟蹤反饋控制器的倒車控制策略仿真42-53
• 4.2.1 牽連角跟蹤反饋控制器的仿真42-50
• 4.2.2 基于牽連角跟蹤反饋控制器的倒車控制系統(tǒng)仿真50-53
• 4.3 小結(jié)53-55
• 第5章 總結(jié)和展望55-57
• 5.1 總結(jié)55-56
• 5.2 展望56-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 致謝61

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：693776