混凝土搅拌运输车防侧翻模型试验车设计和控制方法的研究

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1、摘要混凝土搅拌运输车由于整车质心较高，轮距相对于车身高度过窄，且搅拌车在运输途中搅拌筒需带着混凝土旋转，使其重心朝着转动方向偏移，从而使整车的重心偏移车辆的纵轴线。另外，混凝土搅拌运输车属于城区运输车辆，在大部分运输时间要进行转向、避让行人及车辆等行驶动作。以上结构和行驶特点使得混凝土搅拌运输车极易发生侧翻事故。国内外针对重型汽车，半挂汽车，SUV等普通车辆的防侧翻研究已趋于成熟。由于混凝土搅拌运输车具有质心随罐内混凝土拌和料搅拌而偏移的特性，其侧翻机理与一般载货汽车的侧翻机理还有所不同，且针对混凝土搅拌运输车的防侧翻控制系统的研究，在国内尚属空白，因此开展

2、这方面的研究具有重要的实用价值。本文以8m3湿式三轴混凝土搅拌运输车为实际研究对象，运用模型试验和相似理论相关原理，求出实车与模型车对侧翻现象的相似条件。并对实车进行相似转换，得到模型车的设计参数。运用CATIA，AUTOCAD软件和汽车设计相关原理，根据上述设计参数设计了混凝土搅拌运输模型试验车的物理模型，将其加工装配成型，用于后期的防侧翻控制试验。论文还针对上述混凝土搅拌运输模型试验车的转向侧倾运动进行了详细分析，尤其对转向过程中搅拌罐搅拌运动对整车质心的影响进行了深入分析，建立了混凝土搅拌运输模型试验车的三自由度动力学模型。采用基于前轮主动转向和后轮制

3、动减速的双闭环控制策略，设计了针对于混凝土搅拌运输模型试验车防侧翻控制算法，在Matlab／Siraulink环境下搭建了混凝土搅拌运输模型试验车的车辆动力学仿真模型和控制器模型，进行了防侧翻控制算法的仿真验证，并对控制效果进行了评价。仿真结果表明控制算法在一定程度上可以有效地防止混凝土搅拌运输车的侧翻。关键词：混凝土搅拌运输车；模型车；相似理论；防侧翻控制；模糊PIDABSTRACTWiⅡlaratherhighcentroid．yetanarrowdistancebetweenwheelsrelativetotheflameoftheconcretemi

4、xer,andtheconcretestirredinitscanisterintransit，draggingthecenterofgravityaccordingly,themixer’Scenterofgravityisthereforeoffsetfromitslongitudinalaxis．Inaddition,theconcretemixeris0110oftheurbantransportvehicles，whichhavetoturn，toke印awayfromthepedeslriansandothervehiclesformostoft

5、hetime．111estructureandthecharacteristicsofdrivingthemixermentionedabovemakeside-rolloveraccidentseasytooccur．Theresearchonpreventingtheside-rolloveraccidentsofheavytrucks，tractor-scrnitrailers，SUVsandordinaryvehicleshasbeenmature．However,becauseofthepeculiaritythattheeentroidofthe

6、mixerchangesastheconcreteinthecanisterbeingstirred，thereisrioresearchyetonthecontrollingsystemofpreventingside-rolloveraccidentsoftheconcretemixerinChina．Therefore，theresearchonthisaspectpossessestheimportantpracticalsignificance．Tllispapertakesthe8m3wettypeconcretemixerastheresear

7、chobject，applyingthemodeltestandthesimilaritytheoriesinordertofindsimilarconditionsoftherealmixerandthemodelintheside—roUoveraccident．Andthedesignparametersformodelmixerisobtainedthroughtransformationoftherealone．ByusingCATIA，AUTOCADsoftwareandtherelevantautomobiledesigntheories，th

8、ephysicalmodeloftheconcret