基于车辆动力学的爬坡车道辅助设计系统研究

《基于车辆动力学的爬坡车道辅助设计系统研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号:U27；U4610710-2015122037硕士学位论文基于车辆动力学的爬坡车道辅助设计系统研究李振江导师姓名职称陈涛教授申请学位类别工学硕士学科专业名称车辆工程论文提交日期2018年4月15日论文答辩日期2018年6月7日学位授予单位长安大学ResearchonClimbLaneAssistedDesignSystemBasedonVehicleDynamicsAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiZhenjiangSupervisor：Prof.ChenTaoChang’anUniversi

2、ty,Xi’an,China摘要载重汽车因其爬坡能力不足造成的速度折减现象，对道路通行能力和交通安全的影响很大，而设置爬坡车道是解决以上问题的有效手段。但国内在爬坡车道设置方面还存在一些不足之处，标准界定不具体，部分条件未量化等问题。因此，在考虑驾驶员行为因素基础上研究基于车辆动力学的载重汽车行驶速度预测模型，开发爬坡车道辅助设计系统，实现高速公路行驶速度的准确计算，有助于完善现有设置依据，为个性、科学地设置爬坡车道提供技术支撑。本文首先对现有爬坡车道设置依据和存在的问题进行了详细分析，提出了建立载重汽车行驶速度预测模型的必要性；然后以两轴单车型载重汽车和六轴半

3、挂型载重汽车为例，建立了整车动力学模型。通过对载重汽车受力分析，提出了单一纵坡条件下的稳定车速和弯道行驶过程中的最大安全车速，在考虑驾驶员速度控制基础上建立了载重汽车行驶速度预测模型。然后在西汉高速公路秦岭段进行了试验，通过CAN总线采集仪采集车辆运行姿态参数，利用视频采集仪采集道路线形参数，得到载重汽车自由流状态下的运行状况，建立了载重汽车弯坡组合路段驾驶员速度控制模型。最后，开发了基于车辆动力学的爬坡车道辅助设计系统，通过仿真系统对比分析了西汉高速公路连续上坡路段和弯坡组合路段的行驶速度预测模型与实测值之间的差异，结果显示本文建立的载重汽车行驶速度预测值与实

4、测值的相对误差控制在10%以内；然后基于仿真系统和西汉高速公路秦岭段交通量数据，针对连续纵坡路段，得到了爬坡车道起讫点对应的位置和爬坡车道的长度；针对特定载重汽车进行了单一车辆行驶速度仿真计算，得到了单一车辆的爬坡性能曲线，并计算得到了一定速度折减量下不同设计车速对应的纵坡坡长限制值。关键词：动力学模型，行驶速度预测模型，爬坡车道，设置依据IAbstractThespeedreductioncausedbythelackofclimbingabilityoftruckshasagreatimpactonroadcapacityandtrafficsafety.S

5、ettingclimbinglanesisaneffectivemeanstosolvetheaboveproblems.However,therearestillsomedeficienciesinthesettingofclimbinglanesinChina.Thedefinitionofthestandardsisnotspecific,andsomeoftheconditionsarenotquantified.Therefore,basedonthedriver'sbehavioralfactors,thevehiclespeedprediction

6、modelbasedonvehicledynamicsisstudied,andtheclimbinglaneassisteddesignsystemisdevelopedtoaccuratelycalculatethefreewayspeed,whichhelpstoimprovetheexistingsettingbasisandprovidetechnicalsupportforpersonalityandscientificallysettingclimbinglanedesign.Firstly,thispaperanalyzestheexisting

7、basisandexistingproblemsoftheclimbinglanesindetail,andproposesthenecessityofestablishingapredictionmodelofthetruck'sdrivingspeed.Thentakethetwo-axlesingle-vehicletruckandthesix-axissemi-trailertruckasexamples.Adynamicmodelofthetruckisproposedforthecurvedsectioncombinedslopesection.Th

8、roughtheanal