半主动空气悬架重型车辆行驶稳定性控制研究

发布时间：2017-08-21 03:21

  本文关键词：半主动空气悬架重型车辆行驶稳定性控制研究

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【摘要】：随着经济的不断发展,我国公路系统快速发展,公路运输业得到飞速发展,重型车辆作为公路交通运输的重要组成部分,由于重型车辆自身的特点,如自重大、载货量多、质心高、轮距窄等特点,在高速行驶时,容易引起侧翻等严重的交通事故,造成重大的人员伤亡和财产损失。为提高重型车辆行驶的安全性能,本文利用半主动空气悬架的变刚度特性以及空气弹簧工作高度可变的特性,通过适当的控制方法,提高车辆的防侧翻能力。论文主要进行以下几点研究工作:(1)分析空气弹簧基本参数及空气弹簧气囊内部空气对空气弹簧刚度的影响,根据流体力学相关知识,推导空气弹簧及其充放气系统的数学模型,为建立空气悬架仿真模型提供理论基础。(2)根据车辆动力学相关理论知识,分析整车的运动状态,建立基于空气悬架的整车行驶动力学简化模型,为控制系统的设计提供基础。(3)基于半主动空气悬架,对包括空气弹簧充放气控制模型和车辆侧翻预测模型的防侧翻控制系统进行设计。根据半主动空气悬架的刚度可变和工作高度可调的特性,利用PWM控制充放气过程中空气的质量流量,解决车身质心高度降低的超调现象,实现车身质心高度的降低;利用模糊控制器计算悬架的主动控制力,通过左右悬架的主动控制力形成附加侧倾力矩抑制车身侧倾。(4)选用某重型车辆基本参数,在MATLAB/Simulink软件中搭建基于半主动空气悬架的重型车辆行驶动力学模型作为离线仿真试验平台,仿真结果显示,在各种工况下,基于半主动空气悬架的防侧翻控制器对重型车辆侧翻具有稳定的控制作用。
【关键词】：重型车辆 半主动空气悬架 充放气 模糊控制 防侧翻
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第1章 绪论7-16
• 1.1 论文的研究背景7-8
• 1.2 国内外车辆侧翻的研究现状8-13
• 1.2.1 车辆侧翻机理及侧翻的分类8-9
• 1.2.2 车辆侧翻评价指标9-11
• 1.2.3 车辆防侧翻控制研究11-13
• 1.3 国内外空气悬架的研究现状13-15
• 1.4 论文的研究内容15
• 1.5 本章小结15-16
• 第2章 半主动空气悬架空气弹簧特性分析及建模16-26
• 2.1 空气悬架系统简介16-17
• 2.2 空气弹簧的特性分析17-20
• 2.2.1 空气弹簧的结构17-19
• 2.2.2 空气弹簧特性分析19-20
• 2.3 空气弹簧及其充放气系统建模20-25
• 2.3.1 空气弹簧力学分析及建模20-21
• 2.3.2 空气弹簧充放气系统建模21-23
• 2.3.3 空气弹簧刚度及固有频率计算23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 基于半主动空气悬架系统的整车动力学建模26-36
• 3.1 整车十四自由度重型车辆建模26-31
• 3.1.1 整车动力学模型坐标系26-27
• 3.1.2 整车行驶动力学模型建模假设27-28
• 3.1.3 整车行驶动力学模型建立28-31
• 3.2 重型车辆轮胎模型31-33
• 3.3 重型车辆整车参数设置33-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第4章 基于半主动空气悬架的行驶稳定性控制策略设计36-46
• 4.1 防侧翻控制系统的整体架构36-37
• 4.2 侧翻评价指标37-38
• 4.3 侧翻预测38-39
• 4.4 基于半主动空气悬架的防侧翻控制39-44
• 4.4.1 基于空气悬架的车身高度控制39-41
• 4.4.2 空气悬架的模糊主动力控制41-44
• 4.5 控制信号的决策44-45
• 4.6 本章小结45-46
• 第5章 整车行驶稳定性控制算法的仿真验证46-54
• 5.1 仿真试验平台搭建46-47
• 5.2 典型侧翻仿真试验工况47
• 5.3 防侧翻控制器仿真验证47-53
• 5.3.1 J-turn工况下的仿真试验47-50
• 5.3.2 Fish-hook工况下的仿真试验50-52
• 5.3.3 TruckSim中的仿真实验52-53
• 5.4 本章小结53-54
• 第6章 总结与展望54-56
• 6.1 全文总结54
• 6.2 研究展望54-56
• 致谢56-57
• 附录57-58
• 参考文献58-61

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本文编号：710541