爆胎车辆稳定性协调控制策略研究

发布时间：2017-09-24 18:30

  本文关键词：爆胎车辆稳定性协调控制策略研究

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【摘要】：随着我国高速公路里程以及汽车保有量的增加,交通事故量也不断增加,因轮胎爆胎而引起的交通事故量也在逐年增加,严重影响人们的生命及财产安全。车辆发生爆胎后,由于轮胎本身的力学特性发生显著变化影响了车辆的操纵稳定性,此外驾驶员缺乏对紧急事故处理经验及外部环境与心理恐慌等因素的影响,往往会误操作致使事故后果更严重。因此对爆胎车辆稳定性控制进行研究具有十分重要的意义。本文基于国内、外学者的研究成果,在汽车普通转向横拉杆基础上设计了磁流变转向阻尼器,将磁流变转向阻尼器阻尼力控制与差动制动控制相结合,对爆胎车辆稳定性控制进行研究,主要研究内容如下：(1)首先,分析了爆胎轮胎特性参数的变化,研究了爆胎后轮胎垂直载荷变化及轮胎载荷变化对车辆行驶方向和制动性能的影响；并选取了爆胎车辆稳定性控制参数。(2)其次,设计了磁流变转向阻尼器并进行了台架试验。在不同车速不同位置车轮胎压异常情况下车辆直线行驶进行了实车试验的基础上,根据实验数据分析了胎压与转向横拉杆力之间的关系；基于胎压降低后转向横拉杆力的大小与安装位置尺寸,设计了磁流变转向阻尼器并对磁流变转向阻尼器输出阻尼力与电流之间的关系进行了台架试验。(3)然后,提出了磁流变转向阻尼器阻尼力控制与差动制动联合控制策略。根据二自由度车辆理想参考模型确定了控制目标参数β、r并确定了β、r的有效状态偏差及范围；通过LQR算法先计算出不同定值车速下的最优附加横摆力矩M1,再根据不同定值车速下M1的系数参数值的范围,通过模糊算法得到随机车速下的最优附加横摆力矩M1,最后M1经过修正得到爆胎控制总附加横摆力矩ΔM；ΔM通过两部分来实施：首先根据磁流变转向阻尼器台架试验得到磁流变转向阻尼器最大输出阻尼力,其对整车产生附加横摆力矩为Mwmax;其次剩余附加横摆力矩ΔM’通过差动制动来实施,分析了制动对整车横摆力矩的影响,根据制动车轮选择原则选择制动车轮并进行了横摆力矩的轮间分配,进而转化为车轮的轮缸压力。(4)最后,对左前轮爆胎工况有、无联合控制进行了仿真分析。在ADAMS/Car软件和Simulink软件中分别建立整车模型和二自由度车辆理想参考模型、有效状态偏差控制模型、附加横摆力矩ΔM决策模型及轮缸压力计算模型；在Magic Formula轮胎模型的基础上建立爆胎轮胎模型。利用ADAMS/Controls模块将整车模型与控制模型建成爆胎车辆联合控制模型。仿真结果表明：在联合控制时,主要控制参数质心侧偏角值、横摆角速度值明显降低,而侧向加速度值、侧向位移值及纵向速度值也得到有效控制。
【关键词】：爆胎 磁流变转向阻尼器 差动制动 ADAMS 联合控制
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U461.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 课题背景及选题意义9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 轮胎类型10-11
• 1.2.2 轮胎监测系统11-12
• 1.2.3 爆胎汽车动力学及控制12-13
• 1.3 车用磁流变阻尼器研究现状13-15
• 1.4 本文研究的主要内容15-16
• 第二章 爆胎车辆运动特性分析16-29
• 2.1 爆胎轮胎本身力学特性变化16-18
• 2.2 爆胎后轮胎载荷变化及影响分析18-26
• 2.2.1 爆胎后轮胎垂直载荷变化18-22
• 2.2.2 爆胎后轮胎垂直载荷变化对制动性能的影响22-24
• 2.2.3 爆胎后轮胎受力对车辆行驶方向的影响24-26
• 2.3 爆胎车辆制动特性的影响26-27
• 2.4 爆胎车辆控制参数的选取27-28
• 2.4.1 横摆角速度与汽车稳定性的关系28
• 2.4.2 质心侧偏角与汽车稳定性之间的关系28
• 2.5 本章小结28-29
• 第三章 磁流变转向阻尼器设计及实验研究29-39
• 3.1 胎压对普通转向横拉杆力的影响试验研究29-33
• 3.1.1 试验理论基础29-30
• 3.1.2 试验装置30
• 3.1.3 试验步骤及结果分析30-33
• 3.2 磁流变转向阻尼器设计33-36
• 3.2.1 磁流变阻尼器特点及工作模式的选择33-34
• 3.2.2 磁流变转向阻尼器的设计34-36
• 3.3 磁流变转向阻尼器实验研究36-38
• 3.3.1 实验装置36
• 3.3.2 实验方法及数据分析36-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 基于磁流变转向阻尼器与差动制动联合控制策略研究39-58
• 4.1 爆胎车辆控制目标的确定39-41
• 4.1.1 理想横摆角速度确定39-41
• 4.1.2 理想质心侧偏角确定41
• 4.2 爆胎车辆协调控制策略总体思路41-42
• 4.3 总附加横摆力矩?M的决策42-50
• 4.3.1 有效状态偏差的确定42-43
• 4.3.2 状态偏差控制模型43-44
• 4.3.3 总附加横摆力矩?M的确定44-50
• 4.4 磁流变转向阻尼器产生的横摆力矩50-51
• 4.5 差动制动附加横摆力矩的实施51-57
• 4.6 本章小结57-58
• 第五章 基于ADAMS/Car与Simulink联合控制策略仿真分析58-72
• 5.1 ADAMS/Car软件整车模型的建立58-63
• 5.1.1 整车参数的选择58-59
• 5.1.2 子系统的建立59-62
• 5.1.3 整车模型的建立62-63
• 5.2 Simulink软件控制模型的建立63-67
• 5.2.1 理想参考模型的建立64
• 5.2.2 爆胎轮胎模型的建立64-65
• 5.2.3 有效偏差控制模块的建立65
• 5.2.4 总附加横摆力矩?M决策模型的建立65-67
• 5.2.5 轮缸压力分配模型的建立67
• 5.3 车辆联合控制模型建立及仿真分析67-71
• 5.3.1 车辆联合控制模型的建立67-69
• 5.3.2 联合仿真结果分析69-71
• 5.4 本章小结71-72
• 第六章 全文总结与研究展望72-74
• 6.1 全文总结72-73
• 6.2 研究与展望73-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士学位期间研究成果78-79
• 致谢79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨凯悦;唐厚君;范鹏;;利用LabVIEW对DEWEsoft采集数据的处理研究[J];电气自动化;2012年01期

2 张晓姝;;BMBS——爆胎监测与安全控制系统[J];道路交通管理;2008年07期

3 梁静;;爆胎无忧——吉利爆胎监测与安全控制系统(BMBS)[J];时代汽车;2008年03期

4 郭孔辉;黄江;宋晓琳;;爆胎汽车整车运动分析及控制[J];汽车工程;2007年12期

5 张曦;王国权;龚国庆;;基于DEWETRON的汽车操纵稳定性数据采集技术[J];北京机械工业学院学报;2007年01期

6 王会义;宋健;;汽车电子稳定程序的控制算法[J];清华大学学报(自然科学版);2007年02期

7 叶雄兵;高文中;潘存治;杨绍普;;基于磁流变阻尼器的座椅减振控制系统研究与设计[J];工程机械;2006年11期

8 杨飞;宁生科;王健;;一种轿车转向传动机构的运动与动力分析[J];西安工业大学学报;2006年04期

9 叶嘉俊;胡子正;孙华;;轮胎气压异常时汽车状态特征的仿真分析[J];机械设计与制造;2006年03期

10 傅建中;石勇;;轮胎气压监测与爆胎自动减速系统[J];汽车工程;2006年02期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 刘涛;爆胎汽车差动制动控制研究[D];吉林大学;2013年

2 黄江;爆胎汽车稳定性控制原理与仿真研究[D];湖南大学;2009年

3 韩加蓬;基于轮胎纵向刚度估计理论的间接轮胎压力监测技术研究[D];江苏大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 庄佳琪;重型汽车防侧翻主动控制系统研究[D];湖南大学;2013年

2 陶峰;爆胎轮胎瞬态特性及对整车运动的影响[D];吉林大学;2012年

3 王培;基于差动制动的汽车动力学稳定性控制策略研究[D];长沙理工大学;2010年

4 徐辰;汽车电子行业技术创新模式与企业策略研究[D];复旦大学;2009年

5 宋春桃;车辆座椅的磁流变液减振研究[D];南京理工大学;2007年

6 姚国成;汽车稳定性控制策略的仿真研究[D];吉林大学;2007年

7 张玉琴;新型汽车防爆胎技术[D];河海大学;2007年

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本文编号：912806