客車(chē)側(cè)翻穩(wěn)定性分析與防側(cè)翻控制研究.pdf

1、客車(chē)由于質(zhì)量大、重心高等特點(diǎn)，使得其發(fā)生側(cè)翻事故的概率大大增加，客車(chē)側(cè)翻逐漸成為汽車(chē)主動(dòng)安全領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究問(wèn)題。本文針對(duì)不同客車(chē)的特征分別對(duì)小客車(chē)和大客車(chē)側(cè)翻系統(tǒng)進(jìn)行建模，研究了評(píng)價(jià)客車(chē)側(cè)翻的指標(biāo)；分析了客車(chē)關(guān)鍵參數(shù)對(duì)側(cè)翻的影響；設(shè)計(jì)了客車(chē)的防側(cè)翻控制策略，應(yīng)用Carsim軟件和Trucksim軟件進(jìn)行了基于EHB的客車(chē)防側(cè)翻控制聯(lián)合仿真實(shí)驗(yàn)。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)對(duì)客車(chē)側(cè)翻系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)建模與驗(yàn)證。針對(duì)小客車(chē)建立了六自

2、由度汽車(chē)側(cè)翻動(dòng)力學(xué)模型，應(yīng)用Carsim軟件進(jìn)行了模型驗(yàn)證；針對(duì)大客車(chē)分別建立了考慮剛性車(chē)架和柔性車(chē)架的側(cè)翻動(dòng)力學(xué)模型，分別采用穩(wěn)態(tài)特征值法和遺傳算法對(duì)模型的穩(wěn)態(tài)特征參數(shù)及瞬態(tài)特征參數(shù)進(jìn)行了估計(jì)，應(yīng)用Trucksim軟件驗(yàn)證大客車(chē)模型的有效性。
　　(2)建立了小客車(chē)和大客車(chē)的側(cè)翻評(píng)價(jià)指標(biāo)，可同時(shí)用于評(píng)價(jià)絆倒型側(cè)翻和非絆倒型側(cè)翻。對(duì)由路面垂向輸入引起的小客車(chē)側(cè)翻進(jìn)行了研究，推導(dǎo)了能同時(shí)用于檢測(cè)絆倒型和非絆倒型側(cè)翻的小客車(chē)側(cè)翻指數(shù)，

3、應(yīng)用Carsim軟件對(duì)該側(cè)翻評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了驗(yàn)證。與傳統(tǒng)的側(cè)翻評(píng)價(jià)指標(biāo)比較，結(jié)果表明新的側(cè)翻指數(shù)能夠很好評(píng)價(jià)小客車(chē)的非絆倒型側(cè)翻和由于路面垂向輸入引起的絆倒型側(cè)翻危險(xiǎn)狀態(tài)。針對(duì)大客車(chē)側(cè)翻模型特點(diǎn)建立了用于評(píng)價(jià)大客車(chē)側(cè)翻的指標(biāo)，應(yīng)用Trucksim軟件仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該指數(shù)的有效性。對(duì)影響客車(chē)側(cè)翻性能的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了仿真分析，得到了客車(chē)參數(shù)影響側(cè)翻性能的一般規(guī)律，為客車(chē)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　（3）分別設(shè)計(jì)了小客車(chē)和大客車(chē)的防側(cè)翻控制

4、策略。針對(duì)小客車(chē)側(cè)翻運(yùn)動(dòng)規(guī)律分別設(shè)計(jì)了PID控制器和基于GA的魯棒控制器，對(duì)比分析控制策略的工況適應(yīng)性、抗干擾穩(wěn)定性以及參數(shù)擾動(dòng)魯棒性，結(jié)果表明基于GA的魯棒控制策略工況適應(yīng)性更好，且抗干擾穩(wěn)定性以及參數(shù)擾動(dòng)魯棒性更強(qiáng)。針對(duì)大客車(chē)側(cè)翻動(dòng)力學(xué)特征設(shè)計(jì)了博弈H2/H∞控制器，仿真結(jié)果表明博弈H2/H∞控制策略相比PID控制和基于GA的魯棒控制更適合大客車(chē)防側(cè)翻控制，所需控制力矩小。但基于GA的魯棒控制器以及博弈H2/H∞控制器對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的響

5、應(yīng)速度提出了更高要求。
　?。?）研究了基于EHB系統(tǒng)的防側(cè)翻控制聯(lián)合仿真實(shí)驗(yàn)，分別驗(yàn)證了小客車(chē)和大客車(chē)防側(cè)翻控制策略有效。根據(jù)電控液壓制動(dòng)系統(tǒng)的增壓和減壓動(dòng)力學(xué)模型，運(yùn)用試驗(yàn)結(jié)果對(duì)EHB系統(tǒng)模型的未知參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)；建立了EHB系統(tǒng)simulink模型，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。針對(duì)小客車(chē)防側(cè)翻控制規(guī)律，聯(lián)合Carsim和Simulink軟件進(jìn)行了基于EHB系統(tǒng)的小客車(chē)防側(cè)翻控制聯(lián)合仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果驗(yàn)證了基于GA的魯棒控制器能明顯降低