半挂汽车侧翻预警与防侧翻控制分析

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1、万方数据摘要摘要随着物流行业和高速公路的快速发展，半挂汽车以其运载量大、相对运输成本低等优点逐渐成为了公路运输的主要车型之一。但是由于半挂汽车质心位置较高、轮距相对于车身过窄等一系列特点，使其侧倾稳定性较差，极易发生侧翻危险，因此，如何及时告知驾驶员车辆的侧翻危险状态并对车辆的危险状况进行适时的控制，成为解决半挂汽车侧翻的有效途径。针对半挂汽车的侧翻稳定性问题，本文主要进行了以下几个方面的研究：首先，本文在阅读大量国内外文献的基础上对半挂汽车的侧翻稳定性机理以及影响侧翻稳定性的因素进行了分析，确定了提高半挂汽车侧倾稳定性的方法：一方面利

2、用侧翻预警技术对驾驶员的危险驾驶行为进行提醒，以期通过驾驶员的操作来阻止侧翻危险的发生；另一方面利用主动防侧倾杆对驾驶员来不及做出有效操作的危险状况进行主动控制。其次，本文建立了可以反映半挂汽车横摆-侧倾运动的九自由度刚性车身半挂汽车列车预测模型，并利用专业仿真软件Trucksim进行了仿真验证。以建立的九自由度模型作为侧翻预警参考模型，以横向载荷转移率作为半挂汽车的侧翻指标，建立了可以超实时预测半挂汽车侧翻危险状态的TTR侧翻预警算法，通过在不同工况下的仿真验证了该预警算法的准确性。最后，为了减轻减驾驶员的操作负担并进一步提高车辆的侧

3、倾稳定性，采用在半挂汽车车轴上加装主动防侧倾杆的方法来提高其侧倾稳定性，并利用扩展的线性二次型状态调节器产生最优的控制力矩，在双移线工况下进行了仿真分析，表明了该控制方法的有效性。针对连续性控制系统能耗大、寿命低的缺点，提出基于TTR预警的防侧翻控制策略，实现了间断性控制，并与连续性控制效果进行了对比，表明基于TTR预警的防侧翻控制策略不仅可以有效的提高半挂汽车的侧倾稳定性，而且节约了能耗，提高了防侧翻装置的寿命。关键词：半挂汽车；TTR预警；主动防侧倾杆；线性二次型；防侧翻控制I万方数据重庆理工大学硕士学位论文II万方数据ABSTRA

4、CTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofthelogisticsindustryandthehighway,tractorsemi-trailerwithitslargecarryingcapacity,relativelylowtransportationcosthasbecomeoneofthemaintypesofhighwaytransportation.However,duetothehighertractorsemi-trailercentroidlocation,narrowwheelbase

5、relativetothebodyandaseriesoffeatures,itsrollingstabilityispoorsothattractorsemi-trailerispronetorolloverwhichisverydangerous;therefore,howtotimelyinformthedriverofthevehiclerolloverriskandcontrolofthevehicleinthesituationoftherisk,becomesaneffectivewaytosolvethesemi-tra

6、ilerrolloverproblem.Aimingattheproblemofrolloverstabilityoftractorsemi-trailer,thispapermainlystudiedthefollowingaspects:Firstly,inthispaper,onthebasisofreadingalargenumberofdomesticandforeignliteratures,rolloverstabilitymechanismofthetractorsemi-trailerandthefactorsaffe

7、ctingthestabilityofrolloverareanalyzed,whichdeterminesthemethodofimprovingtherollstabilityoftractorsemi-trailer:Ontheonehand,usingtherolloverwarningtechnologytoremindthedriverofdangerousdrivingbehavior;ontheotherhand,usingactiveanti-rollbarstocontrolthedangeroussituation

8、whichistoolateforthedrivertomakeanefficientoperation.Secondly,thispaperestablishedtheninedegreesoffreed