爆胎汽车动力学及其主动安全控制

发布时间：2020-05-21 14:12

【摘要】：爆胎危险性极高且难以预测。汽车爆胎后,会出现明显的横摆、偏航,甚至是甩尾、激转等,严重威胁着驾乘人员的生命和财产安全。由于心理紧张、驾驶经验不足等原因,驾驶员很难及时做出准确有效的反应,而且经常会出现过度操作甚至是错误操作。目前,汽车装备的底盘集成主动安全控制系统,仍然不具备爆胎汽车主动控制功能。本文在现有主动安全控制系统的基础上,进行拓展和延伸,通过差动制动以及主动前轮转向实现对爆胎汽车的控制,具体开展了如下工作:根据爆胎过程中胎压及其特征参数的变化,基于Dugoff轮胎,建立爆胎轮胎模型;以此建立8-DOF爆胎汽车动力学模型;基于主动悬架系统,分析爆胎后汽车垂直载荷的分布,推导出各车轮垂向力学的数学模型;以直行和转弯为例,分别仿真不同位置轮胎爆胎时汽车动力学响应和轮胎力学变化的情况;归纳总结了不同工况下,不同位置轮胎爆胎后汽车动力学行为的特点。主动安全控制系统设计。建立2-DOF车辆参考模型,确定各个目标变量的约束边界;针对爆胎轮胎的特殊性,对爆胎轮胎脱圈阀值做了详细说明;设计了基于滑模控制算法的差动制动控制系统;制定了控制系统车轮制动逻辑。分别针对直行和转弯工况下,不同位置轮胎爆胎进行验证,结果表明:本文设计的主动控制系统能够在保证汽车稳定性的前提下,改善汽车的偏航,提高行车安全性能。为进一步改善控制器纠偏能力,提高控制系统的宽裕度,提出一种差动制动加主动前轮转向集成的协调控制策略。建立了主动转向模型,设计了主动转向控制系统。采用模糊控制器,对两种执行器进行协调,以降低整车控制过程中外界环境的影响,提高爆胎汽车动力学稳定性裕度。对比仿真结果表明:提出的差动制动加主动转向协调控制策略控制效果优于单一差动制动控制,能够提高轨迹跟踪能力,且具备更高的稳定性裕度。
【图文】：

爆胎,轮胎

第一章绪论第一章绪论1.1 课题背景和意义爆胎是常见的汽车行驶故障，高温、超速、超载、不适当的胎压等都会引起爆胎，，极容易引发恶性交通事故，严重威胁着乘客的生命安全，高速爆胎更为严重。我国交管部门数据显示：发生在高速公路的事故中，爆胎引起的事故占比32%，其中死亡事故接近 49%[1]；车速在 120km/h 时，死亡率接近 80%[2]。

爆胎,事故

第一章绪论第一章绪论1.1 课题背景和意义爆胎是常见的汽车行驶故障，高温、超速、超载、不适当的胎压等都会引起爆胎，极容易引发恶性交通事故，严重威胁着乘客的生命安全，高速爆胎更为严重。我国交管部门数据显示：发生在高速公路的事故中，爆胎引起的事故占比32%，其中死亡事故接近 49%[1]；车速在 120km/h 时，死亡率接近 80%[2]。
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U461.1;U463

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