危化品罐车横向稳定性判别与控制策略的研究
发布时间：2021-05-16 23:12
随着我国工业化的快速发展,对危化品的需求量大幅上升,然而我国目前的危化品运输主要依靠罐车进行公路运输,在运输过程一旦发生交通事故,将会对人员和环境造成很大的威胁。基于此,本文以危化品罐车为研究对象,主要解决其在途运输的整车状态参数识别及如何通过控制策略减少危险工况的发生。本文基于危化品罐车结构和行驶特点,分为模型设计、控制策略的搭建以及联合仿真。模型设计包括:6自由度动力学模型及Trucksim整车模型。设计了牵引车及罐车单独分开的6自由度动力学模型,并结合UKF估计算法,对所做模型进行参数估计,进行了特殊参数的估值计算,与Trucksim输出实际曲线结果对比相吻合。在Trucksim软件里面依据危化品罐车结构特点,建立整车模型,依据国家商用车的实验标准,进行了三种工况试验,验证了模型的可靠性。控制策略的搭建以及联合仿真的实现主要包括:分析控制方法中的优缺点,按照牵引车及罐车不同制动效能,采取分段制动,牵引车及罐车采取不同方式的制动方法,牵引车部位采用模糊PID与差动制动结合,罐车部位采用常规的模糊PID控制,从估计出的状态参数中选取特定参数设计了一套制动系统,并以数值输入的方式进行特...
【文章来源】：淮阴工学院江苏省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩写、符号清单、术语表
1 绪论
1.1 课题来源
1.2 选题背景与意义
1.3 危化品罐车国内外研究现状及发展趋势
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.3.3 危化品罐车研究发展趋势
1.4 危化品罐车横向稳定性归纳与课题提出
1.5 本论文的主要研究内容与技术路线
1.5.1 主要研究内容
1.5.2 技术路线
2 危化品罐车简化动力学模型的建立
2.1 危化品罐车简化数学动力学模型
2.1.1 六自由度简化数学动力学模型的建立
2.2 危化品罐车六自由度简化动力学Simulink模型的建立
2.3 本章小结
3 危化品罐车参数与状态估计方法
3.1 危化品罐车参数估计算法的选取
3.1.1 无轨卡尔曼滤波算法
3.1.2 参数及状态估计方法
3.2 危化品罐车参数估计实施方案
3.3 危化品罐车参数估计效果验证
3.4 本章小结
4 基于Trucksim的危化品罐车整车建模与仿真分析
4.1 危化品罐车的结构特点
4.1.1 半挂牵引车结构特点
4.1.2 危化品罐车结构特点
4.1.3 危化品罐车牵引座结构特点
4.2 危化品罐车Truck Sim模型的建立
4.2.1 危化品牵引车与罐车的整车外形
4.2.2 整车轮胎系统建模
4.2.3 整车悬架系统建模
4.2.4 转向系统建模
4.2.5 整车制动系统建模
4.2.6 整车动力系统建模
4.2.7 整车建模参数值的选取
4.3 Truck Sim模型的仿真
4.3.1 鱼钩工况运行仿真
4.3.2 双移线工况运行仿真
4.3.3 180°角阶跃工况运行仿真
4.4 本章小结
5 危化品罐车横向稳定性控制策略的研究
5.1 ABS的组成原理
5.2 ABS制动特点及防抱死机理
5.2.1 车轮制动过程中的受力状态分析
5.2.2 附着力与制动力的关联性
5.2.3 H与μ在车辆制动阶段的关联性
5.2.4 防抱死工作原理及过程
5.3 差动制动制动特点及原理
5.3.1 差动制动控制方法及原理
5.3.2 制动力矩分配方法的判定
5.3.3 制动力矩分配
5.4 模糊PID控制ABS系统
5.4.1 模糊PID控制的基本思想
5.4.2 模糊PID控制的基本原理
5.4.3 模糊PID控制设计的基本方法及设计
5.5 ABS各个系统建模及联合控制策略的制定
5.5.1 轮胎模型的建立
5.5.2 制动系统模型的建立
5.5.3 滑移率计算子系统模型的建立
5.5.4 模糊PID控制子系统模型的建立
5.6 ABS系统仿真验证
5.6.1 常规ABS的仿真
5.6.2 带有差动制动及模糊PID控制的仿真
5.7 本章小结
6 危化品罐车横向稳定性联合仿真
6.1 Simulink与 Trcuk Sim联合仿真数据交换的连接
6.2 三种常见危险工况下的联合仿真
6.2.1 鱼钩工况
6.2.2 双移线工况
6.2.3 180°角阶跃工况
6.3 本章小结
7 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 未来展望
参考文献
攻读硕士期间学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于蚁狮算法的UKF车辆状态参数估计器[J]. 张一西,马建,赵轩,张凯,刘晓东. 中国公路学报. 2020(05)
[2]基于自适应模糊PID控制的ABS仿真研究[J]. 贾浩楠,姚景轩. 汽车实用技术. 2020(03)
[3]国内外危化品运输事故对比研究[J]. 任继勤,张简宁,冀宣齐. 化工管理. 2020(01)
[4]基于虚拟测试的车辆横向MPC控制器的设计[J]. 周雨辉,裴崇利,韩经鲁,魏涛. 客车技术与研究. 2019(05)
[5]弯道制动工况下车辆参数估计[J]. 谭子胡,龚贤武,刘峰云,高齐,赵轩. 甘肃农业大学学报. 2019(03)
[6]基于非线性MPC方法的车辆稳定性控制[J]. 郝西祥,陈亚伟,邵毅明. 重庆理工大学学报(自然科学). 2019(02)
[7]盘式制动器对挂车车辆制动安全性的提升[J]. 陈祥,李海. 农业装备技术. 2019(01)
[8]危化品交通运输安全风险分析及防范策略研究[J]. 孙苗. 现代商贸工业. 2018(36)
[9]基于模糊PID的汽车防抱死制动系统[J]. 凌滨,宋梦实,邢键,赵永辉. 计算机仿真. 2018(10)
[10]基于CarSim与Simulink车辆防抱死系统仿真分析[J]. 姜宏霞,刘垚均,张涵. 时代汽车. 2018(06)
博士论文
[1]商用车制动系统建模与行驶状态估计算法研究[D]. 马泽宇.华中科技大学 2017
[2]商用半挂车制动意图辨识与制动力分配控制策略开发及验证[D]. 赵伟强.吉林大学 2013
[3]基于改进TTR重型车辆侧翻预警及多目标稳定性控制算法研究[D]. 朱天军.吉林大学 2010
硕士论文
[1]基于车辆状态参数估计的多时间尺度车辆稳定性滚动优化控制方法[D]. 马骉.吉林大学 2019
[2]半挂液罐车侧倾稳定性控制研究[D]. 李杰.长春工业大学 2018
[3]车辆稳定性控制系统的状态参数估算方法研究[D]. 王永聪.吉林大学 2018
[4]基于差动制动的商用车防侧翻控制研究[D]. 寇胜伟.湖南大学 2017
[5]基于差动制动的商用车侧倾稳定性研究[D]. 韩雪雯.贵州大学 2017
[6]乘用车电子制动系统硬件在环测试方法研究[D]. 许明新.吉林大学 2016
[7]半挂运输车辆横向稳定性仿真与控制研究[D]. 李建英.山东交通学院 2016
[8]车辆防侧翻控制策略研究与仿真分析[D]. 蔡远骏.东北大学 2013
[9]商用车气压防抱死制动系统综合测控平台开发[D]. 曹裕腾.吉林大学 2012
[10]基于ADAMS/CAR的重型半挂牵引车性能仿真研究[D]. 任熙华.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3190588
【文章来源】：淮阴工学院江苏省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩写、符号清单、术语表
1 绪论
1.1 课题来源
1.2 选题背景与意义
1.3 危化品罐车国内外研究现状及发展趋势
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.3.3 危化品罐车研究发展趋势
1.4 危化品罐车横向稳定性归纳与课题提出
1.5 本论文的主要研究内容与技术路线
1.5.1 主要研究内容
1.5.2 技术路线
2 危化品罐车简化动力学模型的建立
2.1 危化品罐车简化数学动力学模型
2.1.1 六自由度简化数学动力学模型的建立
2.2 危化品罐车六自由度简化动力学Simulink模型的建立
2.3 本章小结
3 危化品罐车参数与状态估计方法
3.1 危化品罐车参数估计算法的选取
3.1.1 无轨卡尔曼滤波算法
3.1.2 参数及状态估计方法
3.2 危化品罐车参数估计实施方案
3.3 危化品罐车参数估计效果验证
3.4 本章小结
4 基于Trucksim的危化品罐车整车建模与仿真分析
4.1 危化品罐车的结构特点
4.1.1 半挂牵引车结构特点
4.1.2 危化品罐车结构特点
4.1.3 危化品罐车牵引座结构特点
4.2 危化品罐车Truck Sim模型的建立
4.2.1 危化品牵引车与罐车的整车外形
4.2.2 整车轮胎系统建模
4.2.3 整车悬架系统建模
4.2.4 转向系统建模
4.2.5 整车制动系统建模
4.2.6 整车动力系统建模
4.2.7 整车建模参数值的选取
4.3 Truck Sim模型的仿真
4.3.1 鱼钩工况运行仿真
4.3.2 双移线工况运行仿真
4.3.3 180°角阶跃工况运行仿真
4.4 本章小结
5 危化品罐车横向稳定性控制策略的研究
5.1 ABS的组成原理
5.2 ABS制动特点及防抱死机理
5.2.1 车轮制动过程中的受力状态分析
5.2.2 附着力与制动力的关联性
5.2.3 H与μ在车辆制动阶段的关联性
5.2.4 防抱死工作原理及过程
5.3 差动制动制动特点及原理
5.3.1 差动制动控制方法及原理
5.3.2 制动力矩分配方法的判定
5.3.3 制动力矩分配
5.4 模糊PID控制ABS系统
5.4.1 模糊PID控制的基本思想
5.4.2 模糊PID控制的基本原理
5.4.3 模糊PID控制设计的基本方法及设计
5.5 ABS各个系统建模及联合控制策略的制定
5.5.1 轮胎模型的建立
5.5.2 制动系统模型的建立
5.5.3 滑移率计算子系统模型的建立
5.5.4 模糊PID控制子系统模型的建立
5.6 ABS系统仿真验证
5.6.1 常规ABS的仿真
5.6.2 带有差动制动及模糊PID控制的仿真
5.7 本章小结
6 危化品罐车横向稳定性联合仿真
6.1 Simulink与 Trcuk Sim联合仿真数据交换的连接
6.2 三种常见危险工况下的联合仿真
6.2.1 鱼钩工况
6.2.2 双移线工况
6.2.3 180°角阶跃工况
6.3 本章小结
7 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 未来展望
参考文献
攻读硕士期间学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于蚁狮算法的UKF车辆状态参数估计器[J]. 张一西,马建,赵轩,张凯,刘晓东. 中国公路学报. 2020(05)
[2]基于自适应模糊PID控制的ABS仿真研究[J]. 贾浩楠,姚景轩. 汽车实用技术. 2020(03)
[3]国内外危化品运输事故对比研究[J]. 任继勤,张简宁,冀宣齐. 化工管理. 2020(01)
[4]基于虚拟测试的车辆横向MPC控制器的设计[J]. 周雨辉,裴崇利,韩经鲁,魏涛. 客车技术与研究. 2019(05)
[5]弯道制动工况下车辆参数估计[J]. 谭子胡,龚贤武,刘峰云,高齐,赵轩. 甘肃农业大学学报. 2019(03)
[6]基于非线性MPC方法的车辆稳定性控制[J]. 郝西祥,陈亚伟,邵毅明. 重庆理工大学学报(自然科学). 2019(02)
[7]盘式制动器对挂车车辆制动安全性的提升[J]. 陈祥,李海. 农业装备技术. 2019(01)
[8]危化品交通运输安全风险分析及防范策略研究[J]. 孙苗. 现代商贸工业. 2018(36)
[9]基于模糊PID的汽车防抱死制动系统[J]. 凌滨,宋梦实,邢键,赵永辉. 计算机仿真. 2018(10)
[10]基于CarSim与Simulink车辆防抱死系统仿真分析[J]. 姜宏霞,刘垚均,张涵. 时代汽车. 2018(06)
博士论文
[1]商用车制动系统建模与行驶状态估计算法研究[D]. 马泽宇.华中科技大学 2017
[2]商用半挂车制动意图辨识与制动力分配控制策略开发及验证[D]. 赵伟强.吉林大学 2013
[3]基于改进TTR重型车辆侧翻预警及多目标稳定性控制算法研究[D]. 朱天军.吉林大学 2010
硕士论文
[1]基于车辆状态参数估计的多时间尺度车辆稳定性滚动优化控制方法[D]. 马骉.吉林大学 2019
[2]半挂液罐车侧倾稳定性控制研究[D]. 李杰.长春工业大学 2018
[3]车辆稳定性控制系统的状态参数估算方法研究[D]. 王永聪.吉林大学 2018
[4]基于差动制动的商用车防侧翻控制研究[D]. 寇胜伟.湖南大学 2017
[5]基于差动制动的商用车侧倾稳定性研究[D]. 韩雪雯.贵州大学 2017
[6]乘用车电子制动系统硬件在环测试方法研究[D]. 许明新.吉林大学 2016
[7]半挂运输车辆横向稳定性仿真与控制研究[D]. 李建英.山东交通学院 2016
[8]车辆防侧翻控制策略研究与仿真分析[D]. 蔡远骏.东北大学 2013
[9]商用车气压防抱死制动系统综合测控平台开发[D]. 曹裕腾.吉林大学 2012
[10]基于ADAMS/CAR的重型半挂牵引车性能仿真研究[D]. 任熙华.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3190588
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/3190588.html
