客車側翻穩(wěn)定性分析與防側翻控制研究.pdf

1、客車由于質量大、重心高等特點，使得其發(fā)生側翻事故的概率大大增加，客車側翻逐漸成為汽車主動安全領域的熱點研究問題。本文針對不同客車的特征分別對小客車和大客車側翻系統(tǒng)進行建模，研究了評價客車側翻的指標；分析了客車關鍵參數(shù)對側翻的影響；設計了客車的防側翻控制策略，應用Carsim軟件和Trucksim軟件進行了基于EHB的客車防側翻控制聯(lián)合仿真實驗。具體研究內容如下：
　　(1)對客車側翻系統(tǒng)進行了動力學建模與驗證。針對小客車建立了六自

2、由度汽車側翻動力學模型，應用Carsim軟件進行了模型驗證；針對大客車分別建立了考慮剛性車架和柔性車架的側翻動力學模型，分別采用穩(wěn)態(tài)特征值法和遺傳算法對模型的穩(wěn)態(tài)特征參數(shù)及瞬態(tài)特征參數(shù)進行了估計，應用Trucksim軟件驗證大客車模型的有效性。
　　(2)建立了小客車和大客車的側翻評價指標，可同時用于評價絆倒型側翻和非絆倒型側翻。對由路面垂向輸入引起的小客車側翻進行了研究，推導了能同時用于檢測絆倒型和非絆倒型側翻的小客車側翻指數(shù)，

3、應用Carsim軟件對該側翻評價指標進行了驗證。與傳統(tǒng)的側翻評價指標比較，結果表明新的側翻指數(shù)能夠很好評價小客車的非絆倒型側翻和由于路面垂向輸入引起的絆倒型側翻危險狀態(tài)。針對大客車側翻模型特點建立了用于評價大客車側翻的指標，應用Trucksim軟件仿真實驗驗證了該指數(shù)的有效性。對影響客車側翻性能的關鍵參數(shù)進行了仿真分析，得到了客車參數(shù)影響側翻性能的一般規(guī)律，為客車設計提供了理論依據(jù)。
　?。?）分別設計了小客車和大客車的防側翻控制

4、策略。針對小客車側翻運動規(guī)律分別設計了PID控制器和基于GA的魯棒控制器，對比分析控制策略的工況適應性、抗干擾穩(wěn)定性以及參數(shù)擾動魯棒性，結果表明基于GA的魯棒控制策略工況適應性更好，且抗干擾穩(wěn)定性以及參數(shù)擾動魯棒性更強。針對大客車側翻動力學特征設計了博弈H2/H∞控制器，仿真結果表明博弈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防側翻控制，所需控制力矩小。但基于GA的魯棒控制器以及博弈H2/H∞控制器對制動系統(tǒng)的響

5、應速度提出了更高要求。
　?。?）研究了基于EHB系統(tǒng)的防側翻控制聯(lián)合仿真實驗，分別驗證了小客車和大客車防側翻控制策略有效。根據(jù)電控液壓制動系統(tǒng)的增壓和減壓動力學模型，運用試驗結果對EHB系統(tǒng)模型的未知參數(shù)進行辨識；建立了EHB系統(tǒng)simulink模型，實驗驗證了模型的準確性。針對小客車防側翻控制規(guī)律，聯(lián)合Carsim和Simulink軟件進行了基于EHB系統(tǒng)的小客車防側翻控制聯(lián)合仿真實驗，結果驗證了基于GA的魯棒控制器能明顯降低