客車側(cè)翻穩(wěn)定性分析與防側(cè)翻控制研究.pdf

1、客車由于質(zhì)量大、重心高等特點，使得其發(fā)生側(cè)翻事故的概率大大增加，客車側(cè)翻逐漸成為汽車主動安全領(lǐng)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(cè)翻系統(tǒng)進行建模，研究了評價客車側(cè)翻的指標；分析了客車關(guān)鍵參數(shù)對側(cè)翻的影響；設(shè)計了客車的防側(cè)翻控制策略，應(yīng)用Carsim軟件和Trucksim軟件進行了基于EHB的客車防側(cè)翻控制聯(lián)合仿真實驗。具體研究內(nèi)容如下：
　　(1)對客車側(cè)翻系統(tǒng)進行了動力學(xué)建模與驗證。針對小客車建立了六自

2、由度汽車側(cè)翻動力學(xué)模型，應(yīng)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(cè)翻動力學(xué)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(yīng)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(cè)翻評價指標，可同時用于評價絆倒型側(cè)翻和非絆倒型側(cè)翻。對由路面垂向輸入引起的小客車側(cè)翻進行了研究，推導(dǎo)了能同時用于檢測絆倒型和非絆倒型側(cè)翻的小客車側(cè)翻指數(shù)，

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

4、策略。針對小客車側(cè)翻運動規(guī)律分別設(shè)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(yīng)性、抗干擾穩(wěn)定性以及參數(shù)擾動魯棒性，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)擾動魯棒性更強。針對大客車側(cè)翻動力學(xué)特征設(shè)計了博弈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∞控制器對制動系統(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)合仿真實驗，分別驗證了小客車和大客車防側(cè)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(xué)模型，運用試驗結(jié)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(cè)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(cè)翻控制聯(lián)合仿真實驗，結(jié)果驗證了基于GA的魯棒控制器能明顯降低