基于GPS的载重汽车侧翻控制与仿真

发布时间：2017-04-02 08:09

  本文关键词：基于GPS的载重汽车侧翻控制与仿真，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：从1886年卡尔奔驰发明世界第一辆汽车至今,汽车工业一直伴随着人类文明一齐飞速前进。汽车不但实现了人类高速奔跑的梦想,更延伸了人们的双腿,同时也见证了人类一个多世纪以来的科技发展。由此,汽车早已由最初的交通工具,逐渐演变为集科技、艺术为一体的高科技工业产品。不仅如此,也正是由于汽车的出现,悄然改变了人们的生活。 载重汽车是交通运输的主力军,为我国经济建设做出了巨大贡献,但是与此同时,其带来的交通事故也是一个值得人们反思的问题。载重汽车交通事故具有死亡率高,财产损失巨大的特点。因此,做好安全事故预防,是我们亟待解决的问题。 本文主要研究整体式载重汽车在转向情况下的预见性防侧翻问题。基于坐标变换理论,建立较为精确的五自由度车辆动力学模型。使用Matlab作模型动力学仿真,用Trucksim作车辆实验仿真,并结合GPS参数对于车辆行驶路线进行预估,对比于车辆自身的车速,判断前方弯道是否可能出现侧翻,如果可能侧翻提出一个可以解决该情况下侧翻问题的可行性方案。 其具体做法为：首先,通过理论模型建立找到影响车辆侧倾的主要参数,然后通过Trucksim软件仿真建立实车模型,并通过场地仿真实验找到可能侧翻的临界值,提出可行性控制方案,最后通过仿真查看控制效果,优化控制方案,提高车辆的抗侧翻能力。 车辆动力学模型的建立为了得到转弯过程中车辆最大侧倾角,以及它与牵引力、侧向力、侧向角速度、侧倾角、侧倾角速度、横摆角速度、横摆角加速度之间关系。该过程以坐标变换为基础,通过动力学分析给出了转弯模型的建立的详细过程。并以4×2的实际某车型为基础,给出了matlab仿真m程序及结果。是ESU根据弯道大小计算可能出现最大侧倾角的基础。 Trucksim软件的应用是用以代替实车实验,测定侧翻临界值,并仿真控制效果,为修订控制策略提供数据支撑,软件仿真可以节约大量的资源,减少不必要的开支,同时仿真的速度是实际实验的20倍,大大提高了工作效率。但其结果准确性仍需要实车实验进行进一步认证。 本文得到的控制方案简单易行,预见性强,控制效果明显,有一定的预留控制空间即进一步修改完善的空间。电路设计、制动回路为引用已有设计方案,车辆自身改造较少,实用性很强。但未进行实车实验,有待进一步检验仿真准确性。可为车辆前期设计、优化、研究提供参考方案。
【关键词】：载重汽车 防侧翻 GPS 车辆模型 车辆动态分析 Trucksim仿真 操纵性 稳定性
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P228.4;U463.6;U461.6
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 车辆侧翻控制研究背景及意义10
• 1.2 车辆侧翻控制国内外研究现状10-12
• 1.3 本文研究的对象12-13
• 1.4 论文的技术路线和框架13-14
• 1.5 本文的主要工作14-16
• 第二章 车辆侧翻分析16-27
• 2.1 车辆侧翻定义16
• 2.2 车辆侧翻分析16-26
• 2.2.1 车辆的准静态侧翻分析16-20
• 2.2.2 悬挂车辆的准静态侧翻分析20-23
• 2.2.3 瞬态侧翻模型23
• 2.2.4 简单侧倾模型23-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第三章 车辆侧倾模型27-55
• 3.1 车辆坐标系的建立27-31
• 3.2 车辆模型内力、位置矢量的定义31-32
• 3.3 车辆行驶路径32-33
• 3.4 轮胎侧向力33-34
• 3.5 车辆侧倾控制模型34-35
• 3.6 车辆控制模型的建立35-45
• 3.6.1 车辆侧倾牛顿-欧拉方程的建立35-39
• 3.6.2 轮胎模型的建立39-41
• 3.6.3 车辆侧倾模型的系数41-45
• 3.7 车辆侧倾模型标准控制方程45-50
• 3.8 仿真计算实例仿真50-54
• 3.9 本章小结54-55
• 第四章 车辆侧翻仿真实验55-69
• 4.1 Trucksim软件简介55
• 4.2 Trucksim仿真模型建立55-63
• 4.2.1 整车仿真参数设定56-57
• 4.2.2 发动机仿真参数设定57-58
• 4.2.3 轮胎仿真参数设定58-59
• 4.2.4 悬架仿真参数设定59-63
• 4.2.5 负载仿真参数设定63
• 4.3 Trucksim仿真与理论分析的关系63-64
• 4.4 Trucksim仿真阙值实验设计64-68
• 4.4.1 阶跃(0.1s)输入响应65-66
• 4.4.2 斜坡(1s)输入响应66-67
• 4.4.3 斜坡(2s)输入响应67-68
• 4.5 本章小结68-69
• 第五章 仿真结果分析与探究69-83
• 5.1 ESC系统原理图69-70
• 5.2 GPS参数估计70
• 5.3 转弯控制方案70-72
• 5.4 三连弯控制与仿真72-77
• 5.4.1 三连弯场地设置72
• 5.4.2 三连弯控制前与控制后结果对比72-76
• 5.4.3 三连弯控制仿真情形说明76
• 5.4.4 三连弯控制仿真数据阶段分析76-77
• 5.4.5 三连弯控制仿真降速计算77
• 5.5 十字路口转弯控制与仿真77-82
• 5.5.1 十字路口转弯场地设置77-78
• 5.5.2 十字路口转弯控制前与控制后结果对比78-81
• 5.5.3 十字路口转弯控制仿真情形说明81
• 5.5.4 十字路口转弯控制仿真数据阶段分析81-82
• 5.6 本章小结82-83
• 第六章 总结与展望83-85
• 6.1 总结83-84
• 6.2 展望84-85
• 参考文献85-92
• 致谢92-93
• 附录一93-98
• 附录二98-101

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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1 张金柱;基于GPS的汽车稳定性控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

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