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1、2005年11月农业机械学报第36卷第11期*半挂汽车列车模型的建立与试验王国林韦超毅陆永华周孔亢张赫【摘要】在建立8自由度半挂汽车列车数学模型的基础上,应用Matlab/Simulink仿真软件建立仿真模型。研制了能通过配重实现不同质量参数组合的挂车,并以优尼柯NJ1020型为牵引车,参考ISO9815和ISO7975标准,进行了转向行驶和制动试验,验证了所建模型的正确性。关键词:半挂汽车列车数学模型仿真试验+中图分类号:U469.54文献标识码:AModelingandExperimentsofTractorTrailer11112WangGuolinWeiCh
2、aoyiLuYonghuaZhouKongkangZhangHe(1.JiangsuUniversity2.ZhejiangAsia-PacificMachine&ElectricLimitedCompany)AbstractA8-DOFmathematicalmodelofatractortrailerwasestablishedanditssimulationwasperformedbyusingMatlab/Simulink.Atrailermatchingdifferentcombinationsofmassparameterswasdevelopedtov
3、erifythemathematicalmodel.ANJ1020UNIQUEcarwastakenastractortocombineatractortrailerforsteeringandbrakingtestsweredoneaccordingtothestandardsISO9815andISO7975.Thesimulationandtestresultsshowagoodagreement.KeywordsTractortrailer,Mathematicalmodel,Simulation,Test车列车建模时,选取一个绝对坐标系和两个相对坐引言标系
4、,绝对坐标系OXYZ固定在地面上,在牵引车半挂汽车列车行驶稳定性是指其行驶过程中,和挂车上分别规定相对坐标系Oxyz和O′x′y′z′,并挂车跟随牵引车行驶而无左右摆动,并且无影响汽且将相对坐标系固定于牵引车和挂车的非悬挂质量车列车可操纵性的横向侧倾的能力,即追迹行驶能质心上。力。半挂汽车列车行驶稳定性是汽车列车操纵稳定性的重要内容。在建立半挂汽车列车运动数学模型的基础上,应用Matlab/Simulink仿真软件建立仿真模型,并参考ISO9815和ISO7975标准,进行半挂汽车列车的侧向稳定性试验和制动稳定性试验,验证所建模型的准确性。图1半挂汽车列车坐标系1动
5、力学数学模型和仿真模型的建立Fig.1Coordinatesoftractortrailer1.1坐标系的选取1.2基本假设研究的对象为半挂汽车列车(如图1)。在半挂汽在数学模型建立过程中,作如下假设:¹忽略转收稿日期:20050609*浙江省科技厅科技攻关项目(项目编号:2003C11018)王国林江苏大学汽车与交通工程学院教授博士生导师,212013镇江市韦超毅江苏大学汽车与交通工程学院博士生陆永华江苏大学汽车与交通工程学院硕士生周孔亢江苏大学汽车与交通工程学院教授博士生导师张赫浙江亚太机电股份有限公司高级工程师,311203杭州市18农业机械学报2005年向系
6、统的影响,直接以前轮转角作为输入,并且认为M25=-mshsM26=-mtshtscosH左、右轮转向角相同。º忽略半挂汽车列车的垂直运M31=mshsWcosB-mtc1sinB动,半挂汽车列车沿垂直方向的位移为零。»忽略牵M32=-(mshsWsinB+mtc1cosB)vd2引车的俯仰运动和挂车的俯仰运动。¼忽略空气动M33=mtc1+Jz力的作用。M34=mtc1c2cosH+mtshtsc1WtsinH基于以上假设,建立了8自由度的汽车列车数M35=-IxzsM36=mtshtsc1cosH学模型。这8个自由度分别为牵引车的纵向平移运M41=mtshtsW
7、tcos(B+H)-mtc2sin(B+H)动、侧向平移运动、绕z轴的横摆运动和绕x轴的侧M42=-[mtshtsWtvdsin(B+H)+倾运动4个自由度,挂车的纵向平移运动、侧向平移mtc2vdcos(B+H)]运动、绕z′轴的横摆运动和绕x′轴的侧倾运动4个自M43=mtc1c2cosH+mtshtsWtc1sinH由度。2M44=Jzt+mtc2M45=01.3铰接处力的设定M46=mtshtsc2-IxztsM51=-mshssinB在半挂汽车列车行驶过程中,牵引车和挂车的M52=-mshsvdcosBM53=-Ixzs铰接点存在着相互作用力,如图2所
