基于TTR预警的重型车辆防侧翻控制系统的研究

论文摘要

重型车辆(尤其是重型半挂车)具有重量和尺寸大、质心高等特点,与其他公路车辆相比,其侧翻稳定极限较低。因此,提高重型车辆(包括半挂车)的侧倾稳定性是提高公路运输安全,减少交通事故的重要手段。本文研究对于提高重型车辆安全稳定性有一定的现实意义。论文在研究重型车辆侧倾稳定性机理的基础上,建立了重型车辆实时简化动力学模型,分析比较了重型单车3DOF和5DOF模型以及重型半挂车5DOF和8DOF模型。分析结果表明:选用所建3DOF和5DOF模型可以较好的预测重型车辆未来侧翻危险程度。在建立实时参考模型的基础上,研究基于该参考模型的实时TTR侧翻预警算法和基于预警算法的防侧翻LQG最优主动控制策略,应用差动制动的方法对重型车辆进行了主动侧倾控制,并通过TruckSim和Matlab/Simulink进行联合仿真。仿真结果表明:基于预警算法的主动侧倾控制策略可以有效提高重型车辆的侧倾稳定性。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 研究的目的及意义
• 1.2.1 开发重型车辆侧翻警示系统
• 1.2.2 开发基于侧翻预警的重型半挂车防侧翻控制系统
• 1.3 重型车辆的侧翻警示系统的研究现状
• 1.3.1 绊倒型侧翻警示系统现状
• 1.3.2 操纵型侧翻警示系统现状
• 1.4 重型半挂车防侧翻控制系统的研究现状
• 1.4.1 四轮转向
• 1.4.2 主动半主动悬架
• 1.4.3 主动横向稳定器
• 1.4.4 差动制动
• 1.5 本文主要研究内容
• 第二章 重型车辆侧翻预警算法的研究
• 2.1 汽车运动预测技术的简介
• 2.1.1 汽车碰撞预警系统
• 2.1.2 汽车车道偏离预警系统
• 2.1.3 汽车侧翻预警系统
• 2.2 侧翻预警参考模型
• 2.2.1 重型单车侧翻预警参考模型
• 2.2.2 重型半挂车侧翻预警的参考模型
• 2.3 汽车侧翻预警算法的研究
• 2.3.1 侧翻预警结构及原理
• 2.3.2 重型车辆侧翻指标的选取
• 2.3.3 重型车辆侧翻预警算法的超实时性
• 2.4 本章小结
• 第三章 重型车辆侧翻预警联合仿真研究
• 3.1 TruckSim 和MATLAB 软件简介
• 3.1.1 TruckSim 软件简介
• 3.1.2 MatLab 软件简介
• 3.2 重型单车侧翻预警的工况仿真
• 3.2.1 斜坡转向工况
• 3.2.2 阶跃转向工况
• 3.2.3 避障转向工况
• 3.2.4 鱼钩转向工况
• 3.3 重型半挂车侧翻预警的工况仿真
• 3.3.1 斜坡转向工况
• 3.3.2 阶跃转向工况
• 3.3.3 避障转向工况
• 3.3.4 鱼钩转向工况
• 3.4 重型车辆预警参考模型验证
• 3.4.1 重型单车
• 3.4.2 重型半挂车
• 3.5 本章小结
• 第四章 重型车辆防侧翻控制算法研究与仿真分析
• 4.1 基于汽车侧翻预警的控制算法研究
• 4.1.1 LQR 的控制原理
• 4.1.2 汽车差动制动原理
• 4.1.3 基于TTR 预警的防侧翻控制算法的研究
• 4.2 基于汽车侧翻预警的LQR 控制的仿真研究
• 4.2.1 基于重型单车3DOF 模型预警的控制系统仿真
• 4.2.2 基于重型半挂列车5DOF 模型预警的控制系统仿真
• 4.3 本章小结
• 第五章 全文总结
• 5.1 本文研究工作总结
• 5.2 进一步工作及展望
• 参考文献
• 附录
• 附录A 各符号意义
• 附录B 重型单车参数表
• 附录C 重型半挂车参数表
• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 导师和作者简介