基于动力学模型的三轴汽车防侧翻控制系统研究

发布时间：2017-12-12 12:27

  本文关键词：基于动力学模型的三轴汽车防侧翻控制系统研究

  更多相关文章： 重型车辆 参数辨识 整车动力学模型 LQR算法 差动制动

【摘要】：重型载货汽车在国民生活和设施建设中起着至关重要的作用、其在行驶的过程中因其具有质心位置高、重量和体积大、轮距相对车身高度过窄等特点,所以极易发生侧翻事故而造成巨大的生命和财产损失。且在各类交通事故中,重型汽车侧翻事故呈逐年增加的趋势,严重的限制了我国的道路交通运输产业的发展。本文在借鉴国内外相关的研究成果的基础上,以改善重型车辆侧倾稳定性为目的。重点对防侧翻控制系统进行研究,主要包括了以下几个方面:以建立的低自由度三轴车辆简化模型为基础,结合遗传算法和Levenberg-Marquard(L-M)数值优化算法,基于对应的工况下的ADAMS仿真数据,辨识出整车模型中的前、中、后轴三轴的侧偏刚度。然后通过阶跃工况,对辨识结果进行仿真验证。仿真结果表明,采用该辨识方法建立的动力学模型较为精确,能较好地模拟出整车的瞬态和稳态的基本运动特性。应用计算多体动力学基本理论,以多刚体系统动力学为基础,考虑悬架KC特性建立具有较高精度面向特性的中后桥双胎三轴汽车二十六自由度非线性动力学模型。采用改进的迭代算法求解微分方程,通过与ADAMS和Truck Sim对比分析,发现仿真精度高于Truck Sim,运算速度快于ADAMS。并且在接近非线性运动时,该模型也能对整车运动状态进行模拟。基于传统稳定性控制思路,采用侧向加速度作为侧翻评价指标,确立基于理想二自由度车辆模型的线性二次型(LQR)防侧翻控制策略;基于LQR算法,首先离线建立反馈控制系数;一旦车辆的侧向加速度超过门限值,则通过查表的方式快速确定最优附加横摆力矩;再运用差动制动方式控制各车轮的制动压力,实现对应的横摆控制力矩,使车辆恢复稳定。并通过相应工况的仿真结果表明,该防侧翻主动控制系统对正常行驶时车辆无干扰,而在车辆即将失去稳定性发生侧翻时对防止车辆侧翻有较积极的作用。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.6

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本文编号：1282505