基于智能轮胎系统的大型客车横向控制研究
发布时间：2021-03-07 15:12
我国交通事业的迅速发展带动了商用汽车的产量与销量,但是商用汽车本身具有质量较大,载客载货量很多的特点,相比乘用车更容易发生车辆失稳等危险事故,同时大型客车发生事故时造成的危害也更大。因此在人们出行越来越多选择客车的情况下,其安全问题受到了人们的密切关注。本文首先研究了UniTire轮胎模型,介绍了UniTire轮胎模型的相关知识,随后对轮胎稳态复合特性进行了建模,使用最小二乘法对公式参数进行了辨识。在总结国内外针对轮胎智能化研究成果的基础上,设计并优化了智能轮胎监测系统,使其能够实时检测当前轮胎所受的轮胎力。使用Trucksim软件并结合参考车辆的参数对整车特性进行建模,使用智能轮胎检测系统对理想参考模型进行了参数优化,在此基础上研究了涉及轮胎力在线估计的大型客车横向稳定性控制算法。最后使用搭建的硬件在环试验台对所制定的控制策略进行了验证。本文的主要工作内容如下:（1）·根据Trucksim中相似型号轮胎的仿真数据对UniTire轮胎模型进行了公式参数辨识,将仿真结果同轮胎虚拟试验数据进行了对比。在Simulink环境中使用SFunction建立了UniTire轮胎模型,在Trucks...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
严重事故照片
吉林大学硕士学位论文8以及各种力矩都是在轮胎与路面的接触区域内产生的，该接触区域称为轮胎的接地印迹。对轮胎进行力学特性分析的时候，通常把轮胎在接触印迹整个区域产生的分布力或力矩向轮胎的接地印迹中心处简化，形成了轮胎六分力。图2.2表示的是轮胎六分力以及当前路面状况和轮胎运动的状态之间的关系。轮胎模型轮胎运动状态：轮胎径向半径：滚动角速度：运动纵向速度：运动侧向速度：轮胎侧倾角：车轮横摆角速度xVyVz轮胎六分力xFzFzMyMxMyF路面状况图2.2轮胎模型涉及的参数UniTire轮胎模型使用的坐标系为印迹接触过程（Tirecontactprocess，CP）坐标系[41]，如图2.3所示。图2.3UniTire轮胎印迹坐标系其中，为轮胎与地面接地印迹的中心点，即CP坐标系的原点，为车轮滚动的正方向，正方向朝上垂直地面，轴正方向水平向左，由右手定则得到，为轮胎
第2章UniTire轮胎模型的建立及其与整车模型的连接9侧偏角，正方向为图示方向，为轮胎侧倾角，正方向为图示方向，、、、、、为轮胎的六分力，分别表示轮胎的纵向力、侧向力、垂直力、侧倾力矩、滚动阻力矩和回正力矩，正方向均为图示方向。（3）轮胎模型滑移率UniTire轮胎模型中滑移速度（侧向/纵向）与滚动速度（印迹更新速度）之比记为纵向滑移率与侧向滑移率[42]：==,∈(∞,+∞)==,∈(∞,+∞)···························(2.1)其中，为轮胎角速度，和为车轮沿纵向和侧向的速度分量。如图2.4所示，为轮胎胎面上的点在接地印记处相对于轮心的纵向速度，可以表示为：=·········································(2.2)图2.4轮胎印迹内的速度和力为轮瞬时运动中心在接地印记处相对于路面的绝对滑移速度，根据矢量运算规则，可以表示为：=+········································(2.3)从而，轮胎的纵向滑移速度和侧向滑移速度可以分别表示为：
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动大客车比例继动阀仿真控制研究[J]. 李静,户亚威,石求军,朱为文. 机械设计与制造. 2017(09)
[2]基于差动制动的客车防侧翻控制研究[J]. 严世榕,严钟辉. 福州大学学报(自然科学版). 2015(01)
[3]商用车EBS系统比例继动阀特性与控制方法[J]. 韩正铁,宗长富,赵伟强,万滢. 农业机械学报. 2014(10)
[4]轮胎力学特性试验台的运动学分析[J]. 郭孔辉,杨一洋. 机械工程学报. 2013(20)
[5]商用车电子稳定控制系统测试技术[J]. 朱红岩,游国平. 客车技术与研究. 2012(06)
[6]汽车ESP系统的控制策略及硬件在环仿真[J]. 张勇,李鑫,欧健,王林峰,石智卫. 西南师范大学学报(自然科学版). 2012(09)
[7]轮胎侧偏力学特性的胎压影响分析及预测[J]. 卢荡,郭孔辉. 吉林大学学报(工学版). 2011(04)
[8]质心侧偏角对车辆稳定性影响的研究[J]. 张晨晨,夏群生,何乐. 汽车工程. 2011(04)
[9]基于LabVIEW RT的硬件在环仿真[J]. 吴海东,郭孔辉,卢荡. 汽车技术. 2010(09)
[10]用于轮胎-路面摩擦状态识别的胎内传感技术研究[J]. 庄晔,郭孔辉,陈禹行. 汽车技术. 2010(06)
博士论文
[1]基于轮胎智能化监测的车辆稳定性控制研究[D]. 祝晓龙.吉林大学 2018
[2]商用车电控制动系统迟滞特性及补偿控制策略研究[D]. 韩正铁.吉林大学 2014
[3]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
[4]复合工况下轮胎稳态模型研究[D]. 许男.吉林大学 2012
[5]不平路面中频激励轮胎动态特性研究[D]. 吴海东.吉林大学 2007
[6]轮胎稳态模型研究[D]. 袁忠诚.吉林大学 2006
硕士论文
[1]大型客车侧倾横摆联合控制策略开发及验证[D]. 肖仲仲.吉林大学 2018
[2]基于多目标PID的重型汽车ESP控制系统研究[D]. 尤严俊.石家庄铁道大学 2016
[3]大型客车电子制动及电子稳定控制硬件在环系统研究[D]. 李兴国.吉林大学 2016
[4]汽车稳定性控制算法仿真研究[D]. 肖潇.上海工程技术大学 2016
[5]商用车气压制动系统动态特性仿真研究[D]. 陈倩.吉林大学 2015
[6]具有能量收集功能的汽车胎压监测系统研究[D]. 王昊.南京航空航天大学 2014
[7]基于差动制动的客车电子稳定系统控制策略研究[D]. 李海辉.长安大学 2014
[8]多因素协同作用下大客车侧向失稳研究及侧翻模拟系统的逆向开发[D]. 乔洁.长安大学 2014
[9]汽车电子稳定系统（ESP）控制策略的研究[D]. 杨康.燕山大学 2014
[10]多传感器系统在智能轮胎中的应用[D]. 熊瑞辉.天津大学 2014
本文编号：3069338
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
严重事故照片
吉林大学硕士学位论文8以及各种力矩都是在轮胎与路面的接触区域内产生的，该接触区域称为轮胎的接地印迹。对轮胎进行力学特性分析的时候，通常把轮胎在接触印迹整个区域产生的分布力或力矩向轮胎的接地印迹中心处简化，形成了轮胎六分力。图2.2表示的是轮胎六分力以及当前路面状况和轮胎运动的状态之间的关系。轮胎模型轮胎运动状态：轮胎径向半径：滚动角速度：运动纵向速度：运动侧向速度：轮胎侧倾角：车轮横摆角速度xVyVz轮胎六分力xFzFzMyMxMyF路面状况图2.2轮胎模型涉及的参数UniTire轮胎模型使用的坐标系为印迹接触过程（Tirecontactprocess，CP）坐标系[41]，如图2.3所示。图2.3UniTire轮胎印迹坐标系其中，为轮胎与地面接地印迹的中心点，即CP坐标系的原点，为车轮滚动的正方向，正方向朝上垂直地面，轴正方向水平向左，由右手定则得到，为轮胎
第2章UniTire轮胎模型的建立及其与整车模型的连接9侧偏角，正方向为图示方向，为轮胎侧倾角，正方向为图示方向，、、、、、为轮胎的六分力，分别表示轮胎的纵向力、侧向力、垂直力、侧倾力矩、滚动阻力矩和回正力矩，正方向均为图示方向。（3）轮胎模型滑移率UniTire轮胎模型中滑移速度（侧向/纵向）与滚动速度（印迹更新速度）之比记为纵向滑移率与侧向滑移率[42]：==,∈(∞,+∞)==,∈(∞,+∞)···························(2.1)其中，为轮胎角速度，和为车轮沿纵向和侧向的速度分量。如图2.4所示，为轮胎胎面上的点在接地印记处相对于轮心的纵向速度，可以表示为：=·········································(2.2)图2.4轮胎印迹内的速度和力为轮瞬时运动中心在接地印记处相对于路面的绝对滑移速度，根据矢量运算规则，可以表示为：=+········································(2.3)从而，轮胎的纵向滑移速度和侧向滑移速度可以分别表示为：
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动大客车比例继动阀仿真控制研究[J]. 李静,户亚威,石求军,朱为文. 机械设计与制造. 2017(09)
[2]基于差动制动的客车防侧翻控制研究[J]. 严世榕,严钟辉. 福州大学学报(自然科学版). 2015(01)
[3]商用车EBS系统比例继动阀特性与控制方法[J]. 韩正铁,宗长富,赵伟强,万滢. 农业机械学报. 2014(10)
[4]轮胎力学特性试验台的运动学分析[J]. 郭孔辉,杨一洋. 机械工程学报. 2013(20)
[5]商用车电子稳定控制系统测试技术[J]. 朱红岩,游国平. 客车技术与研究. 2012(06)
[6]汽车ESP系统的控制策略及硬件在环仿真[J]. 张勇,李鑫,欧健,王林峰,石智卫. 西南师范大学学报(自然科学版). 2012(09)
[7]轮胎侧偏力学特性的胎压影响分析及预测[J]. 卢荡,郭孔辉. 吉林大学学报(工学版). 2011(04)
[8]质心侧偏角对车辆稳定性影响的研究[J]. 张晨晨,夏群生,何乐. 汽车工程. 2011(04)
[9]基于LabVIEW RT的硬件在环仿真[J]. 吴海东,郭孔辉,卢荡. 汽车技术. 2010(09)
[10]用于轮胎-路面摩擦状态识别的胎内传感技术研究[J]. 庄晔,郭孔辉,陈禹行. 汽车技术. 2010(06)
博士论文
[1]基于轮胎智能化监测的车辆稳定性控制研究[D]. 祝晓龙.吉林大学 2018
[2]商用车电控制动系统迟滞特性及补偿控制策略研究[D]. 韩正铁.吉林大学 2014
[3]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
[4]复合工况下轮胎稳态模型研究[D]. 许男.吉林大学 2012
[5]不平路面中频激励轮胎动态特性研究[D]. 吴海东.吉林大学 2007
[6]轮胎稳态模型研究[D]. 袁忠诚.吉林大学 2006
硕士论文
[1]大型客车侧倾横摆联合控制策略开发及验证[D]. 肖仲仲.吉林大学 2018
[2]基于多目标PID的重型汽车ESP控制系统研究[D]. 尤严俊.石家庄铁道大学 2016
[3]大型客车电子制动及电子稳定控制硬件在环系统研究[D]. 李兴国.吉林大学 2016
[4]汽车稳定性控制算法仿真研究[D]. 肖潇.上海工程技术大学 2016
[5]商用车气压制动系统动态特性仿真研究[D]. 陈倩.吉林大学 2015
[6]具有能量收集功能的汽车胎压监测系统研究[D]. 王昊.南京航空航天大学 2014
[7]基于差动制动的客车电子稳定系统控制策略研究[D]. 李海辉.长安大学 2014
[8]多因素协同作用下大客车侧向失稳研究及侧翻模拟系统的逆向开发[D]. 乔洁.长安大学 2014
[9]汽车电子稳定系统（ESP）控制策略的研究[D]. 杨康.燕山大学 2014
[10]多传感器系统在智能轮胎中的应用[D]. 熊瑞辉.天津大学 2014
本文编号：3069338
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