凝冰路面汽车行驶安全控制研究
发布时间：2021-04-03 05:40
我国西南山区和南方潮湿地区的路面在冬季寒冷气候下容易出现凝冰现象。路面凝冰冰层完全屏蔽了路面抗滑结构,使汽车轮胎与冰面直接接触,附着系数急剧降低,汽车在凝冰路面极易发生横向失稳,且制动距离大大增加。目前,汽车横向稳定控制的研究主要考虑湿滑积雪等一般低附着路面,对凝冰情况的考虑较少;对于凝冰行车安全的道路线形设计研究也有所欠缺。因此,本文依托于国家自然科学基金（51408446）“基于轮胎复杂接触效应的凝冰沥青路面抗滑特性研究”,针对汽车在凝冰路面行驶的横向与纵向安全性,分别从汽车的横向稳定控制和凝冰弯道路段的停车视距设计两个方面来研究,综合车辆控制和路线设计两方面来保证汽车冰面行驶安全性。论文首先介绍了路面凝冰的产生和除冰方法,对比试验和半经验轮胎模型确定凝冰时光滑冰面的附着系数。针对凝冰路面的超低附着特点,设计了以横摆角速度为目标变量,基于直接横摆力矩控制策略和滑模变结构控制算法的汽车横向稳定控制器;控制器采用单侧双轮制动来获得在冰面上更大的附加横摆力矩,并根据冰面附着椭圆的限制设计了制动力分配。在Matlab/Simulink中建立冰面仿真模型,验证横向稳定控制器在两种转向极限工况...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同气候及路面介质条件下交通事故率
反应车辆的转向特性和行驶轨迹，是驾驶员驾驶意的横向稳定控制进行研究和开发时，常常以质心侧数作为车辆稳定控制的目标变量。下面将建立理想性二自由度模型的定性描述，建立与实际相近的车辆数学模型更能特征与控制稳定性，大多数情况下，研究人员会将为对汽车进行稳定性分析的理想参考模型。假设中将车辆转向系和汽车悬架的所起的作用忽略平行于地面的平面运动，这样汽车就只有沿y轴侧向两个自由度。如图 3-3 所示，汽车简化为一个有前后有侧向横摆运动的二自由度模型。
图 3-4 固结于汽车的车辆坐标系 Ox 和Oy 为车辆坐标系的横轴和纵轴，在t 时，分量为v ，在Ox 上的分量为u ；而在 t+ t 时，和大小都会发生变化。设前轮转过 δ 角，此时，汽 Ox，Oy 轴上的分量为：x ry ra u va v uωω = = + 纵向车速，v 为质心速度，ωr为横摆角速度。由图到的外力沿 y 轴方向的合力与绕质心的力矩和为：1 1 2 21 1 2 2YZF k kM ak bkα αα α = + = 1 、Y1F 为地面对前、后轮的侧向反作用力，即侧偏Δ
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同路面条件下山区公路景观对停车视距的影响[J]. 袁玲薇,熊坚,陈瑶,贾现广. 公路与汽运. 2017(01)
[2]基于场景的ESC系统冰雪道路试验评价方法研究[J]. 高继东,高博麟,谢书港. 汽车工程. 2016(12)
[3]动态停车视距模型研究及应用[J]. 王晓楠,王云泽,苗慕楠,欧垒. 公路. 2015(11)
[4]潮湿山区路面凝冰机理及路面抗滑性研究综述[J]. 但汉成,李亮,刘扬,梅世龙,白诗尧. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2014(04)
[5]汽车高速弯道急转向横向稳定性控制研究[J]. 王翠,张勇,于晨斯. 企业技术开发. 2014(17)
[6]汽车稳定性控制系统模型及横摆控制仿真[J]. 欧健,周鑫华,张勇,邓国红. 重庆理工大学学报(自然科学). 2013(02)
[7]不同冰雪路面状态的抗滑特性研究[J]. 杜雪松,解晓光,张小瑞,胡光胜. 低温建筑技术. 2012(10)
[8]高速公路不同路况下的安全限速[J]. 冯涛,李迅,丁德平,谢庄. 气象科技. 2012(05)
[9]轮胎稳态模型的分析综述[J]. 张向文,王飞跃,高彦臣. 汽车技术. 2012(02)
[10]低附着路面条件的EPS控制策略[J]. 赵林峰,陈无畏,秦炜华,杨军. 机械工程学报. 2011(02)
博士论文
[1]极端气候下沥青路面破坏机理与修复技术研究[D]. 刘克非.中南大学 2012
[2]线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D]. 罗石.江苏大学 2010
[3]极限工况下汽车转向失稳的非线性动力学特性与主动控制研究[D]. 杨秀建.山东大学 2009
[4]汽车动力学稳定性横摆力矩和主动转向联合控制策略的仿真研究[D]. 赵伟.长安大学 2008
硕士论文
[1]车辆转向制动稳定性控制研究[D]. 赵维林.江苏大学 2017
[2]基于主动转向的车辆横摆稳定控制方法研究[D]. 刘明媚.哈尔滨工业大学 2014
[3]电动助力转向系统助力特性研究[D]. 裴学杰.中北大学 2014
[4]汽车ESP系统仿真与研究[D]. 张弦.昆明理工大学 2012
[5]基于差动制动的汽车横摆与侧翻稳定性集成控制研究[D]. 李占旗.吉林大学 2011
[6]城市冰雪道路交通事故成因及发生机理研究[D]. 相文森.哈尔滨工业大学 2010
[7]公路视距安全评价技术研究[D]. 翟艺阳.长安大学 2008
[8]冰雪条件下城市道路交通流特性及管理对策研究[D]. 任园园.吉林大学 2008
[9]汽车稳定性控制策略的仿真研究[D]. 姚国成.吉林大学 2007
[10]车辆动力学稳定性控制（VDSC）的计算机仿真研究[D]. 丁建明.西华大学 2007
本文编号：3116722
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同气候及路面介质条件下交通事故率
反应车辆的转向特性和行驶轨迹，是驾驶员驾驶意的横向稳定控制进行研究和开发时，常常以质心侧数作为车辆稳定控制的目标变量。下面将建立理想性二自由度模型的定性描述，建立与实际相近的车辆数学模型更能特征与控制稳定性，大多数情况下，研究人员会将为对汽车进行稳定性分析的理想参考模型。假设中将车辆转向系和汽车悬架的所起的作用忽略平行于地面的平面运动，这样汽车就只有沿y轴侧向两个自由度。如图 3-3 所示，汽车简化为一个有前后有侧向横摆运动的二自由度模型。
图 3-4 固结于汽车的车辆坐标系 Ox 和Oy 为车辆坐标系的横轴和纵轴，在t 时，分量为v ，在Ox 上的分量为u ；而在 t+ t 时，和大小都会发生变化。设前轮转过 δ 角，此时，汽 Ox，Oy 轴上的分量为：x ry ra u va v uωω = = + 纵向车速，v 为质心速度，ωr为横摆角速度。由图到的外力沿 y 轴方向的合力与绕质心的力矩和为：1 1 2 21 1 2 2YZF k kM ak bkα αα α = + = 1 、Y1F 为地面对前、后轮的侧向反作用力，即侧偏Δ
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同路面条件下山区公路景观对停车视距的影响[J]. 袁玲薇,熊坚,陈瑶,贾现广. 公路与汽运. 2017(01)
[2]基于场景的ESC系统冰雪道路试验评价方法研究[J]. 高继东,高博麟,谢书港. 汽车工程. 2016(12)
[3]动态停车视距模型研究及应用[J]. 王晓楠,王云泽,苗慕楠,欧垒. 公路. 2015(11)
[4]潮湿山区路面凝冰机理及路面抗滑性研究综述[J]. 但汉成,李亮,刘扬,梅世龙,白诗尧. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2014(04)
[5]汽车高速弯道急转向横向稳定性控制研究[J]. 王翠,张勇,于晨斯. 企业技术开发. 2014(17)
[6]汽车稳定性控制系统模型及横摆控制仿真[J]. 欧健,周鑫华,张勇,邓国红. 重庆理工大学学报(自然科学). 2013(02)
[7]不同冰雪路面状态的抗滑特性研究[J]. 杜雪松,解晓光,张小瑞,胡光胜. 低温建筑技术. 2012(10)
[8]高速公路不同路况下的安全限速[J]. 冯涛,李迅,丁德平,谢庄. 气象科技. 2012(05)
[9]轮胎稳态模型的分析综述[J]. 张向文,王飞跃,高彦臣. 汽车技术. 2012(02)
[10]低附着路面条件的EPS控制策略[J]. 赵林峰,陈无畏,秦炜华,杨军. 机械工程学报. 2011(02)
博士论文
[1]极端气候下沥青路面破坏机理与修复技术研究[D]. 刘克非.中南大学 2012
[2]线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D]. 罗石.江苏大学 2010
[3]极限工况下汽车转向失稳的非线性动力学特性与主动控制研究[D]. 杨秀建.山东大学 2009
[4]汽车动力学稳定性横摆力矩和主动转向联合控制策略的仿真研究[D]. 赵伟.长安大学 2008
硕士论文
[1]车辆转向制动稳定性控制研究[D]. 赵维林.江苏大学 2017
[2]基于主动转向的车辆横摆稳定控制方法研究[D]. 刘明媚.哈尔滨工业大学 2014
[3]电动助力转向系统助力特性研究[D]. 裴学杰.中北大学 2014
[4]汽车ESP系统仿真与研究[D]. 张弦.昆明理工大学 2012
[5]基于差动制动的汽车横摆与侧翻稳定性集成控制研究[D]. 李占旗.吉林大学 2011
[6]城市冰雪道路交通事故成因及发生机理研究[D]. 相文森.哈尔滨工业大学 2010
[7]公路视距安全评价技术研究[D]. 翟艺阳.长安大学 2008
[8]冰雪条件下城市道路交通流特性及管理对策研究[D]. 任园园.吉林大学 2008
[9]汽车稳定性控制策略的仿真研究[D]. 姚国成.吉林大学 2007
[10]车辆动力学稳定性控制（VDSC）的计算机仿真研究[D]. 丁建明.西华大学 2007
本文编号：3116722
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