七轴车辆比例控制转向研究

论文摘要

随着我国工业和交通运输业的迅速发展,尤其是我国公路等级不断提高,大型重型特种车辆的应用愈加广泛。这种车辆普遍车体庞大,车身及载重质量较大,一般采用专用轮式底盘,因而解决其转向操纵稳定性及灵活性具有比较现实的意义。我国对多轮转向技术的研究起步相对较晚,而且很多技术还停留在理论研究层次。本文以建立多轮转向车辆的动力学模型为基础,运用零侧偏角比例控制策略计算出纯滚动状态条件下各轮转角的关系,并以其为约束条件针对某七轴特种车辆的实际使用要求,用分段优化、整体拟合的方法将各轮转角值进行优化,最终得到以前轮转角及车速作为输入的多轮转向控制数据模块。最后,运用仿真理论进行操纵稳定性试验仿真,分别进行了稳态回转试验、转向盘转角阶跃输入试验和转向盘转角脉冲输入试验等开环实验的仿真;并建立驾驶员模型进行了驾驶员模型—车辆—道路闭环操纵稳定性评价试验的仿真:蛇行试验和急促移线试验,为大型特种车辆多轮转向控制提供了基本的设计数据和评价参考指标。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题研究目的和意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文研究内容
• 第2章 多轮转向车辆动力学模型
• 2.1 车身运动坐标系
• 2.2 两自由度基本操纵模型
• 2.3 车辆受力分析
• 2.3.1 侧向力
• 2.3.2 横摆力矩
• 2.3.3 车辆两自由度动力学模型
• 2.4 本章小结
• 第3章 多轮转向车辆的转向特性分析
• 3.1 转向系对车辆操纵稳定性的影响
• 3.2 多轮转向车辆的转向原理
• 3.2.1 转向几何系
• 3.2.2 同轴内外车轮转角
• 3.2.3 不同轴同侧车轮转角
• 3.2.4 转向中心的估算
• 3.2.5 转向半径
• 3.2.6 横摆转动惯量的估值
• 3.3 稳态响应分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 多轮转向车辆的转向控制
• 4.1 多轮转向模式
• 4.2 控制目标
• 4.3 控制策略
• 4.3.1 稳态质心零侧偏角比例控制
• 4.3.2 横摆率反馈控制
• 4.3.3 横摆率跟踪控制
• 4.4 车轮转角求解
• 4.4.1 稳态转向后轮转角求解
• 4.4.2 分段优化整体拟合的方法
• 4.4.3 低速行驶转向半径的优化
• 4.4.4 高速时横摆角速度稳态响应优化
• 4.4.5 后轮转角值的拟合
• 4.4.6 优化拟合结果
• 4.5 转向系控制部分的硬件组成
• 4.6 小结
• 第5章 操纵稳定性分析
• 5.1 稳态回转试验仿真
• 5.2 转向盘转角阶跃输入试验仿真
• 5.3 转向盘转角脉冲输入试验仿真
• 5.4 驾驶员程序
• 5.5 蛇行试验仿真
• 5.6 急促移线试验仿真
• 5.7 小结
• 第6章 总结
• 6.1 本文的工作和结论
• 6.2 研究方向展望
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 导师及作者简介