基于多目标PID的拖挂式房车差动制动控制系统设计

为了保证拖挂式房车制动时具有良好的横摆稳定性及行驶路径,提出以房车铰接角和横摆角速度为控制目标的差动制动控制方法.考虑电磁制动器机电耦合特性,建立了基于线性六自由度的牵引车-房车转向制动力学模型;建立拖挂式房车稳态行驶时铰接角模型,引入多目标PID加权控制算法和多目标PID协调控制算法,应用差值制动控制横摆力矩的原理,使房车铰接角和横摆角速度准确跟随目标期望值,实现房车制动时具有良好的横摆稳定性及行驶路径.基于TruckSim与Simulink的联合,进行了脉冲、阶跃转向工况下的仿真试验.仿真结果表明,提出的加权控制和协调控制均能保证拖挂式房车在制动时具有良好的行驶路径及横摆稳定性;相比于无差动制动,这两者使房车相对横摆角减小约25%;相比于以横摆角速度为目标的差动制动,这两者使房车的行驶路径偏差减小约20%.     

拖挂式房车差动制动稳定性

利用达朗伯原理建立六自由度拖挂式房车制动数学模型,在此基础上应用Matlab／Simulink软件搭建仿真模型,对拖挂式房车制动稳定性进行仿真,研究了差动制动对拖挂式房车制动稳定性的影响．仿真结果表明：拖挂式房车转向时,在其车轮上施加不同的制动力,对制动稳定性有着显著影响;加大内侧车轮制动力有利于提高拖挂式房车制动稳定性．     

某越野型拖挂式房车行驶稳定性分析与优化

为了解决某越野型拖挂式房车在蛇形行驶时出现较严重的横向摆振现象,建立牵引车-拖挂式房车多体动力学模型,利用试验样车的稳态回转和蛇形行驶试验对模型的准确性进行验证,分析房车质心位置、轮轴到铰接点距离、弹簧刚度、轮胎侧偏刚度、房车质量等参数对房车行驶稳定性的影响,改进试验样车并进行试验验证。结果表明:减小房车质心到铰接点距离、质心高度、房车质量,增大房车轮轴到铰接点距离、弹簧刚度、轮胎侧偏刚度,有利于房车行驶稳定性;优化后横摆角速度峰值由24. 4(°)/s下降到17. 1(°)/s,房车侧倾角峰值由2. 52°下降到1. 76°,房车行驶稳定性增强,减轻了蛇形行驶时的横向摆振现象,为拖挂式房车的结构设计提供了理论依据。     

半挂汽车列车转弯制动横向稳定性控制

为实现半挂汽车列车在转弯制动时的横向稳定性,建立了半挂汽车列车非线性动力学仿真模型. 利用实车系统的稳态转向试验与直线制动试验,验证了模型的可靠性. 对在低附着路面上行驶的半挂汽车列车转弯制动失稳机理进行了分析. 设计了以牵引车和半挂车的补偿横摆力矩来修正横向稳定性的控制策略,仿真结果表明,控制方案可有效地纠正半挂汽车列车在低附着路面上转弯制动的过度转向,改善车辆的横向稳定性.     

基于广义能量法的车辆制动稳定性分析

运用广义能量法和能量相平面方法分析了车辆转弯制动过程中的非稳态特性和能量转换特性.结合魔术公式轮胎模型,建立了考虑载荷转移的车辆9DOF非线性动力学模型.基于VBOX惯性测量技术搭建车载稳定性测量系统验证了模型的可靠性,运用广义能量法和相平面分析方法建立了车辆能量转换分析模型.在Matlab环境下仿真分析了转弯制动工况下车辆能量时变及转换特性.结果表明,车辆制动初始时间区域为车辆失稳和施加控制的关键区域,在较小转向角制动时以横摆控制为主,转向角较大时应兼顾侧向控制和横摆控制.     

车辆转向时制动防抱系统的仿真研究

考虑到车辆转弯制动时车轮法向载荷以及回正力矩的影响 ,建立了汽车弯道行驶的 8自由度整车模型。用该模型对车辆转弯制动时的车速与轮速的变化、制动器制动力矩的变化进行了计算机仿真。仿真结果表明 ,考虑车辆转弯特性的 ABS控制系统在弯道制动时取得了很好的控制效果 ,对开发和改进 ABS系统有一定的意义     

基于滑模控制理论的车辆横向稳定性控制

针对车辆在极限运动工况下转弯或变道行驶时的横向稳定性控制问题,建立以车辆横向速度、横摆角速度及车身侧倾角为状态变量的3自由度非线性动力学模型.在动力学分析的基础上,探讨依靠施加各车轮不同纵向制动力而产生辅助横摆力矩的方法来提高车辆在极限工况下的操纵稳定性.考虑到作为车辆状态变量之一的质心侧偏角难以测量,设计了基于车辆动力学模型及运动学关系相结合的质心侧偏角估计器.运用滑模控制理论,以车辆横摆角速度和质心侧偏角与相应的理想横摆角速度和质心侧偏角之差,作为车辆稳定性控制系统的两类控制输入变量,以车轮纵向制动力矩和方向盘转角为控制目标建立了联合滑模控制系统,通过计算机仿真表明,该控制方法可以有效改善车辆横向稳定性.     

山区道路车辆转弯行驶稳定性分析与控制

山区道路由于技术等级较低,车辆转弯时容易发生侧翻事故。在考虑双向坡度的条件下,运用达朗贝尔原理,建立了车辆转弯行驶的力学模型,推导出侧翻稳定系数的表达式。在给定参数下,利用Matlab软件进行仿真,分析各因素对转弯稳定性的影响,并提出了山区道路车辆侧翻预防对策与控制措施,为提升车辆的行驶稳定性、防止侧翻事故的发生提供了理论依据。     

基于主动转向与差动制动最优控制客车侧翻研究

客车载客量大、重心高,在高速转弯行驶工况下易发生翻车事故,客车防侧翻控制研究对提高其行驶安全性有着重要的现实意义.在建立客车整车多自由度系统模型、理想二自由度以及Dugoff非线性轮胎模型的基础上,利用横向载荷转移率作为侧翻危险状况的评价指标,基于差动制动和主动转向两种控制技术的防侧翻控制机理设计模糊控制器,通过叠加转角与各个车轮不同的制动力矩的共同作用,对客车进行快速有效的防侧翻控制.利用Matlab/Simulink软件建立最优控制力矩防侧翻控制系统仿真模型,分别针对不同附着系数路面、客车满载工况进行相关仿真.结果表明,该控制系统方案可行,可对大客车侧翻危险状况进行有效控制.     

某大件运输车主梁结构多目标拓扑优化

为解决大件运输车主梁结构局部应力偏大的情况,文章利用HyperWorks软件对该结构进行了拓扑优化。将匀速行驶、转弯、制动作为3种典型工况,运用折衷规划法建立了相应的多目标优化模型,经过多步迭代,计算得出拓扑优化结果。再根据实际的生产工艺需求,设计出新的主梁结构,并与原结构进行对比分析。研究结果表明,新的结构在刚度显著提高的前提下,质量有所降低,并具有更好的承载能力和使用性能。     

基于辅助制动系统的汽车稳定性试验研究

提出辅助制动系统进行汽车稳定性控制试验,运用Matlab/Simulink搭建辅助制动系统与实车系统的动力学关联仿真系统.以车辆运动轨迹和车辆质心侧偏角表征车辆状态,采用制动驱动集成稳定性控制策略,分别对实车系统和装有辅助制动系统的试验系统在不足转向、过多转向两种试验工况下稳定性控制性能进行分析和验证.进而以辅助制动系统验证车辆稳定性控制的有效性,在没有ESP控制或ESP控制系统失效时能有效辅助车辆行驶;在有ESP控制系统时行驶稳定性控制性能与实车系统在两种试验工况下均具有显著的一致性.同时,辅助制动系统作为汽车行驶稳定性控制试验装置其设计是科学的、可行的.     

半挂汽车列车转弯制动性能的模拟计算

建立多自由度半挂汽车列车转弯制动数学力学模型，对EQ1091－TQ9151半挂汽车列车转弯制动进行仿真计算．实车试验表明，模拟计算结果与试验相符．应用仿真计算程序计算分析了半挂汽车列车主要结构参数和使用参数对其转弯制动稳定性的影响．     

半挂汽车列车高速行驶转弯制动特性分析

建立了半挂汽车列车１２刚体２５自由度的力学模型,应用多体系统动力学中的Ｋａｎｅ方法列写了非线性运动微分方程,编制了半挂汽车列车操纵稳定性和制动特性的通用仿真程序,对半挂汽车列画在高速下无制动转弯,直线制动特性进行了仿真计算。结果表明,高速工况下,发生折叠现象的前轮转向角比低速工况要小;当在牵引车后车轮加制动力时,半挂汽车列车简易出现折叠现象。     

基于萤火虫算法的自行式房车内部布置优化

针对自行式房车不同的空间布置方案引起整车行驶稳定性改变的问题,构建整车质心位置在水平和垂直方向变化最小的优化模型,并根据后轴荷与横向稳定系数对优化模型建立约束。结合萤火虫算法,用MATLAB编程求解计算,得到该方案内部设备质心的理想布置,从而提高了房车的行驶稳定性。     

车辆动态控制与四轮转向集成研究

基于ADAMS/CAR建立了某车辆虚拟样机模型,分别对二轮转向下,无制动、后内轮制动及四轮全制动三种情况下的运动特性和受力特性进行了比较分析.结果表明,在后内轮制动与四轮全制动情况下,转弯具有较好的稳定性和路径跟踪性.对车辆动态控制与四轮转向集成、无制动四轮转向及二轮转向进行了对比分析.仿真结果显示,车辆动态控制与四轮转向集成控制不仅可以保证高速转向的稳定性,同时高速转向的灵活性也得到了提高,这对减少高速行驶时道路交通事故的发生具有重要意义.     

基于纵向避撞时间的预警/制动算法

针对汽车纵向避撞系统的要求,提出了一种基于纵向避撞时间的纵向碰撞预警/避撞(FCW/FCA)算法。通过分析纵向避撞时间与驾驶员反应时间之间的关系,建立了前车不同行驶工况条件下的安全车距模型,并在3种不同行驶工况下,与Berkeley模型进行制动/预警距离的对比。研究结果表明:该算法确定的制动距离与Berkeley模型确定的距离相差很小,并且考虑了前车的运行工况;该算法还能够根据前车行驶工况的不同,确定出合理的预警距离。对比分析结果验证了该算法的有效性和可行性,能够提高车辆行驶的安全性。     

基于纵向避撞时间的预警／制动算法

针对汽车纵向避撞系统的要求,提出了一种基于纵向避撞时间的纵向碰撞预警／避撞（FCW／FCA）算法。通过分析纵向避撞时间与驾驶员反应时间之间的关系,建立了前车不同行驶工况条件下的安全车距模型,并在3种不同行驶工况下,与 Berkeley 模型进行制动／预警距离的对比。研究结果表明：该算法确定的制动距离与 Berkeley 模型确定的距离相差很小,并且考虑了前车的运行工况;该算法还能够根据前车行驶工况的不同,确定出合理的预警距离。对比分析结果验证了该算法的有效性和可行性,能够提高车辆行驶的安全性。     

虚拟轨道列车作用下黏弹性路面响应及变形分析

虚拟轨道列车作为一种新兴的交通工具,充分发挥了公路运输适应性强和轨道列车运输量大的特点,经调研发现该车运行线路已产生严重的永久变形.采用解耦的方式将轮胎与刚性路面相互作用模型的三向接触力提取并施加到黏弹性沥青有限元模型,针对虚拟轨道列车轮胎在匀速、完全制动及转弯3种行驶工况下沥青路面的动力学响应及永久变形进行分析研究....     

横向互联空气悬架客车的平顺性和操稳性研究

为研究横向互联空气悬架对车辆行驶平顺性和操纵稳定性的影响,建立横向互联空气弹簧的Simulink仿真模型,将弹簧力引入到使用ADAMS软件建立的某型客车的多体动力学模型,将两者整合为横向互联空气悬架客车的联合仿真模型,并通过实车试验验证了仿真模型的准确性。利用仿真模型,分别对横向互联空气悬架客车和非互联空气悬架客车进行平顺性和操纵稳定性研究。研究结果显示,在随机路面输入仿真工况下,与非互联空气悬架客车相比,横向互联空气悬架客车的车身质心处加权加速度均方根值改善约37.36%,表明横向互联空气悬架可有效地缓和路面激励造成的车辆振动,改善车辆的行驶平顺性;在稳态回转仿真工况下,相对于非互联空气悬架车辆,横向互联空气悬架客车的车身侧倾角增加约6.80%,车身侧倾度的评价计分结果也低于非互联空气悬架客车,表明横向互联空气悬架导致车辆在转弯过程中的侧倾稳定性较差,车辆的操纵稳定性受到不良影响;由横向互联空气悬架客车的操纵稳定性与行驶平顺性研究结果发现,横向互联空气悬架车辆的操纵稳定性与行驶平顺性存在矛盾,因此需要制定合理的控制策略,根据行驶工况实时对互联状态做出调整,以期在保障车辆操纵稳定性的同时,提升车辆的行驶平顺性。     

汽车转弯制动过程中的制动力动态分配控制

提出了一种对制动力进行动态分配控制的新方法·在车辆的转弯制动过程中,采用转向角前馈控制原则,对左、右车轮的制动力进行动态分配控制,使之在各种路况下均能满足制动稳定性的要求·并且通过建立的两自由度三轮车辆模型,进行了计算机模拟·模拟结果显示采用转向角前馈控制的制动力动态分配的方法,大大降低了在制动起作用时间内实际横摆率与理想横摆率之间的差值,从而验证了该方法对提高车辆转弯制动过程中的操纵性和稳定性是有效的·