本文關鍵詞：爆胎車輛穩(wěn)定性協(xié)調控制策略研究

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【摘要】：隨著我國高速公路里程以及汽車保有量的增加,交通事故量也不斷增加,因輪胎爆胎而引起的交通事故量也在逐年增加,嚴重影響人們的生命及財產(chǎn)安全。車輛發(fā)生爆胎后,由于輪胎本身的力學特性發(fā)生顯著變化影響了車輛的操縱穩(wěn)定性,此外駕駛員缺乏對緊急事故處理經(jīng)驗及外部環(huán)境與心理恐慌等因素的影響,往往會誤操作致使事故后果更嚴重。因此對爆胎車輛穩(wěn)定性控制進行研究具有十分重要的意義。本文基于國內(nèi)、外學者的研究成果,在汽車普通轉向橫拉桿基礎上設計了磁流變轉向阻尼器,將磁流變轉向阻尼器阻尼力控制與差動制動控制相結合,對爆胎車輛穩(wěn)定性控制進行研究,主要研究內(nèi)容如下：(1)首先,分析了爆胎輪胎特性參數(shù)的變化,研究了爆胎后輪胎垂直載荷變化及輪胎載荷變化對車輛行駛方向和制動性能的影響；并選取了爆胎車輛穩(wěn)定性控制參數(shù)。(2)其次,設計了磁流變轉向阻尼器并進行了臺架試驗。在不同車速不同位置車輪胎壓異常情況下車輛直線行駛進行了實車試驗的基礎上,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析了胎壓與轉向橫拉桿力之間的關系；基于胎壓降低后轉向橫拉桿力的大小與安裝位置尺寸,設計了磁流變轉向阻尼器并對磁流變轉向阻尼器輸出阻尼力與電流之間的關系進行了臺架試驗。(3)然后,提出了磁流變轉向阻尼器阻尼力控制與差動制動聯(lián)合控制策略。根據(jù)二自由度車輛理想?yún)⒖寄Ｐ痛_定了控制目標參數(shù)β、r并確定了β、r的有效狀態(tài)偏差及范圍；通過LQR算法先計算出不同定值車速下的最優(yōu)附加橫擺力矩M1,再根據(jù)不同定值車速下M1的系數(shù)參數(shù)值的范圍,通過模糊算法得到隨機車速下的最優(yōu)附加橫擺力矩M1,最后M1經(jīng)過修正得到爆胎控制總附加橫擺力矩ΔM；ΔM通過兩部分來實施：首先根據(jù)磁流變轉向阻尼器臺架試驗得到磁流變轉向阻尼器最大輸出阻尼力,其對整車產(chǎn)生附加橫擺力矩為Mwmax;其次剩余附加橫擺力矩ΔM’通過差動制動來實施,分析了制動對整車橫擺力矩的影響,根據(jù)制動車輪選擇原則選擇制動車輪并進行了橫擺力矩的輪間分配,進而轉化為車輪的輪缸壓力。(4)最后,對左前輪爆胎工況有、無聯(lián)合控制進行了仿真分析。在ADAMS/Car軟件和Simulink軟件中分別建立整車模型和二自由度車輛理想?yún)⒖寄Ｐ汀⒂行顟B(tài)偏差控制模型、附加橫擺力矩ΔM決策模型及輪缸壓力計算模型；在Magic Formula輪胎模型的基礎上建立爆胎輪胎模型。利用ADAMS/Controls模塊將整車模型與控制模型建成爆胎車輛聯(lián)合控制模型。仿真結果表明：在聯(lián)合控制時,主要控制參數(shù)質心側偏角值、橫擺角速度值明顯降低,而側向加速度值、側向位移值及縱向速度值也得到有效控制。
【關鍵詞】：爆胎 磁流變轉向阻尼器 差動制動 ADAMS 聯(lián)合控制
【學位授予單位】：山東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U461.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及選題意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 輪胎類型10-11
• 1.2.2 輪胎監(jiān)測系統(tǒng)11-12
• 1.2.3 爆胎汽車動力學及控制12-13
• 1.3 車用磁流變阻尼器研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容15-16
• 第二章 爆胎車輛運動特性分析16-29
• 2.1 爆胎輪胎本身力學特性變化16-18
• 2.2 爆胎后輪胎載荷變化及影響分析18-26
• 2.2.1 爆胎后輪胎垂直載荷變化18-22
• 2.2.2 爆胎后輪胎垂直載荷變化對制動性能的影響22-24
• 2.2.3 爆胎后輪胎受力對車輛行駛方向的影響24-26
• 2.3 爆胎車輛制動特性的影響26-27
• 2.4 爆胎車輛控制參數(shù)的選取27-28
• 2.4.1 橫擺角速度與汽車穩(wěn)定性的關系28
• 2.4.2 質心側偏角與汽車穩(wěn)定性之間的關系28
• 2.5 本章小結28-29
• 第三章 磁流變轉向阻尼器設計及實驗研究29-39
• 3.1 胎壓對普通轉向橫拉桿力的影響試驗研究29-33
• 3.1.1 試驗理論基礎29-30
• 3.1.2 試驗裝置30
• 3.1.3 試驗步驟及結果分析30-33
• 3.2 磁流變轉向阻尼器設計33-36
• 3.2.1 磁流變阻尼器特點及工作模式的選擇33-34
• 3.2.2 磁流變轉向阻尼器的設計34-36
• 3.3 磁流變轉向阻尼器實驗研究36-38
• 3.3.1 實驗裝置36
• 3.3.2 實驗方法及數(shù)據(jù)分析36-38
• 3.4 本章小結38-39
• 第四章 基于磁流變轉向阻尼器與差動制動聯(lián)合控制策略研究39-58
• 4.1 爆胎車輛控制目標的確定39-41
• 4.1.1 理想橫擺角速度確定39-41
• 4.1.2 理想質心側偏角確定41
• 4.2 爆胎車輛協(xié)調控制策略總體思路41-42
• 4.3 總附加橫擺力矩?M的決策42-50
• 4.3.1 有效狀態(tài)偏差的確定42-43
• 4.3.2 狀態(tài)偏差控制模型43-44
• 4.3.3 總附加橫擺力矩?M的確定44-50
• 4.4 磁流變轉向阻尼器產(chǎn)生的橫擺力矩50-51
• 4.5 差動制動附加橫擺力矩的實施51-57
• 4.6 本章小結57-58
• 第五章 基于ADAMS/Car與Simulink聯(lián)合控制策略仿真分析58-72
• 5.1 ADAMS/Car軟件整車模型的建立58-63
• 5.1.1 整車參數(shù)的選擇58-59
• 5.1.2 子系統(tǒng)的建立59-62
• 5.1.3 整車模型的建立62-63
• 5.2 Simulink軟件控制模型的建立63-67
• 5.2.1 理想?yún)⒖寄Ｐ偷慕?/span>64
• 5.2.2 爆胎輪胎模型的建立64-65
• 5.2.3 有效偏差控制模塊的建立65
• 5.2.4 總附加橫擺力矩?M決策模型的建立65-67
• 5.2.5 輪缸壓力分配模型的建立67
• 5.3 車輛聯(lián)合控制模型建立及仿真分析67-71
• 5.3.1 車輛聯(lián)合控制模型的建立67-69
• 5.3.2 聯(lián)合仿真結果分析69-71
• 5.4 本章小結71-72
• 第六章 全文總結與研究展望72-74
• 6.1 全文總結72-73
• 6.2 研究與展望73-74
• 參考文獻74-78
• 攻讀碩士學位期間研究成果78-79
• 致謝79

【參考文獻】

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本文編號：912806