基于主动制动的半挂汽车列车横摆稳定性控制

为研究半挂汽车列车在高速大转向等极限操作工况下的横摆稳定性控制问题,建立了14自由度的半挂汽车列车非线性仿真模型;提出了牵引车与半挂车独立直接横摆力矩控制的横摆稳定性控制方案,通过牵引车和半挂车车轮的合理选择和主动制动实现横摆控制;以跟踪参考模型的稳态横摆响应为目标,设计了PI横摆稳定性控制器,对牵引车和半挂车分别设计了目标制动车轮的选择决策规则。单移线操作仿真结果表明,基于主动制动的横摆力矩控制可有效改善极限工况下半挂汽车列车的横摆稳定性,牵引车与半挂车进行独立横摆控制可以减小制动车轮选择决策的复杂性,而获得较好的控制效果。     

双挂汽车列车操纵稳定性评价指标研究

为了确定双挂汽车操纵稳定性的评价指标并进行横向稳定性分析,在分析国外多挂汽车列车研究现状的基础上,分别总结了结构参数和使用参数以及各种主动控制策略对多挂汽车列车横向稳定性的影响。与中国汽车列车操纵稳定性评价方法相比,针对多挂汽车列车增加了后部放大系数(RWA)和轨迹偏移量(Off-tracking)2种横向稳定性评价指标;构建了横摆运动和侧向运动的双挂汽车列车动力学模型,仿真阶跃响应下各个车辆单元侧向速度、横摆角速度、侧向-横摆相轨迹、侧向加速度以及铰接角的变化,并分别计算以横摆角速度和侧向加速度为基准的RWA值,将计算结果与国外相关研究文献进行了比较。结果表明:当牵引车和一挂车的侧向速度最大值分别为1.15,0.89m·s~(-1)时,对应拖台和二挂车的侧向速度最大值分别为2.81,1.31m·s~(-1),证明其为双挂汽车列车发生失稳的主要影响因素;由横摆角速度、侧向加速度对应的RWA值分别为1.14和1.54可知,以侧向加速度为基准的RWA值更能反映车辆的后部放大状态;由牵引车与一挂车之间的铰接角为5.9°,拖台与二挂车之间的铰接角为9.6°,而一挂车与拖台之间的铰接角恢复到0可知,一挂车与拖台的链接形式比第5轮式的铰接形式更稳定,且恢复到稳定状态时间更短;研究结果可为双挂汽车列车操纵稳定性评价指标的确定及应用提供参考。     

基于ADAMS/Car的半挂汽车列车转向瞬态响应试验仿真分析

运用多体动力学软件ADAMS/Car建立某半挂汽车列车虚拟试验整车模型,参照汽车操纵稳定性试验方法对该半挂汽车列车进行转向瞬态响应试验仿真,分析得到了半挂汽车列车在不同速度下的侧向加速度和横摆角速度响应、转向瞬态响应试验的极限车速及半挂汽车列车安全运行的最大侧倾角,为半挂汽车列车的设计和使用提供理论依据.     

基于卡尔曼滤波的半挂汽车列车状态估计

准确获取车辆的状态信息是汽车主动安全控制研究的关键。文中主要研究半挂汽车列车稳定性控制中的状态估计问题,研究了基于线性四自由度(4-DOF)半挂汽车列车模型,利用卡尔曼滤波(KF)算法估计半挂汽车列车的横摆角速度与质心侧偏角;基于商用车动力学仿真标准软件TruckSim,通过标准双移线仿真工况进行验证,结果表明,在非高速急转向工况下,所提出的估计方案能较准确地跟踪汽车列车的状态信息,为半挂汽车列车主动安全控制奠定基础。     

基于横摆角速度的汽车ESP系统的仿真研究

横摆角速度是控制汽车横向稳定性的主要控制变量.基于横摆角速度对汽车ESF,系统进行仿真研究,首先在建立ADAMS/CAR中建立汽车整车模型,然后建立汽车理想二自由度参考模型,设计横摆角速度反馈控制PID控制器.仿真结果表明,基于横摆角速度控制的ESP系统控制的汽车明显改善汽车横向稳定性,提高了汽车行驶安全性能.     

半挂汽车列车高速紧急避障稳定性控制研究

分析了半挂汽车列车转向的特点,对其稳定性控制原理进行了研究,包括横摆角速度跟踪控制和防倾覆控制.在此基础上,建立了半挂汽车列车多体动力学模型,采用虚拟样机技术,对横摆角速度跟踪控制和防倾覆控制进行运动学与动力学仿真.结果表明,装用车辆动态控制系统后,提高了半挂汽车列车高速紧急避障时的操纵稳定性,因而,其避障行驶的极限条件大大宽松.     

基于线性变参数实时简化模型的重型半挂车稳定性控制策略

为实现重型半挂车各工况稳定性精准最优控制,提出了基于线性变参数实时简化模型的重型半挂车稳定性控制策略。该控制策略基于制动系统,采用分层控制方式,运用线性二次型调节器(LQR)方法,选择多个车辆状态为反馈状态,以实现重型半挂车横摆、折叠和侧倾稳定性综合控制;应用遗传粒子群算法,设计综合提高横摆、折叠和侧倾稳定性的优化目标函数,优化控制策略权重系数,以实现重型半挂车各工况稳定性最优控制;最后搭建硬件在环试验台并进行了台架试验。结果表明:采用所提出的控制策略后,牵引车质心侧偏角、牵引车横摆角速度、挂车质心侧偏角和挂车横摆角速度最大值分别改善了38.6%、13.8%、15.8%、8.4%,铰接角最大值改善了5.1%,牵引车侧向加速度、牵引车侧倾角、挂车侧向加速度、挂车侧倾角最大值分别改善了10.4%、15.4%、10.8%、17.7%,表明所设计的控制策略综合提高了重型半挂车普通工况的横摆、折叠和侧倾稳定性,并且实现了极限工况侧翻精准控制,从而避免重型半挂车侧翻。     

半挂汽车列车转弯制动试验方法研究

转弯制动性能对半挂汽车列车的制动安全有重大影响,针对我国目前半挂汽车列车转弯制动试验标准缺失,传统的单车试验设备不适用于半挂汽车列车等问题,本文中从试验系统搭建、系统安装方式和试验方法与评价等方面对半挂汽车列车转弯制动试验进行了探索性研究。结果表明:半挂汽车列车转弯制动过程中侧向加速度、制动减速度、横摆角速度和牵引车的俯仰角随车速的升高而增加。建议半挂汽车列车转弯制动试验中车速不超过30km/h,转弯半径不小于25m。     

基于直接横摆力偶矩控制的中置轴汽车列车操纵稳定性研究

建立了中置轴汽车列车4自由度参考模型及多自由度非线性仿真模型,并通过单移线实车试验验证了模型的正确性。利用模糊控制和PID控制方法建立了中置轴汽车列车横摆力偶矩控制(DYC)模型,通过TrukSim及Simulink建立了联合仿真平台,并进行不同附着系数路面上单移线仿真。仿真结果表明,施加DYC后,列车低附着系数路面横摆角速度后部放大系数和质心侧偏角后部放大系数分别减小26.5%、29.9%,最大铰接角速度减小18.4%,大幅改善了中置轴汽车列车的操纵稳定性,降低了折叠事故发生的可能性。     

应用虚拟样机技术进行半挂汽车列车制动动力学分析

将虚拟仿真软件ADAMS应用到半挂汽车列车制动动力学研究中，建立了半挂汽车列车整车26自由度（DOF）动力学模型，对半挂汽车列车直线制动及转弯制动进干亍了仿真分析。通过仿真分析发现，在车辆无ABS转弯制动时，即使按照理想抱死顺序实施制动，半挂车也会出现瞬态“甩尾”的危险工况。     

基于模型预测控制的半挂汽车主动防侧倾控制方法

提出了一种半挂汽车主动防侧倾控制方法。搭建了一个七自由度动力学模型和一个三自由度参考模型;用无迹Kalman滤波的方法,来估计车辆的横向载荷转移率;确定优化目标,运用模型预测控制(MPC)理论进行最优化求解,得到各车轴的主动防侧倾力矩;在Simulink/Trucksim联合仿真环境中,进行仿真对比与分析。结果表明:在本文的MPC控制器和PID控制器作用下,半挂汽车各状态量皆收敛,且横向载荷转移率保持在0.7以内;相比于PID控制,MPC控制所需的防侧倾力矩更小更均衡,各状态量变化也更加平稳。因此,本MPC控制器在提升半挂汽车侧倾稳定性的同时具有较好的鲁棒性。     

半挂车车架多轴疲劳寿命研究

根据半挂车车架结构特点,建立了半挂车车架的有限元模型及多体动力学模型,对车架进行了静力学分析和以H级路面的路面载荷作为边界条件的动力学分析,得到了车架静态应力分布和载荷谱。并以此数据为依据,采用Wang-Brown多轴疲劳损伤模型预测了半挂车车架的多轴疲劳寿命,针对其疲劳薄弱部分提出了结构和工艺优化方案。优化后的车架满足使用寿命要求,且比原设计减重20%。     

半挂牵引车牵引座强度设计及整车稳定性分析

文章以半挂牵引车牵引座强度设计及整车稳定性分析为研究对象,首先对半挂牵引车牵引座工作原理进行了简单的介绍,随后对半挂牵引车牵引座强度设计优化进行了系统的探讨与分析,最后讨论了影响半挂牵引车整车稳定性因素,以供参考.     

散装水泥运输罐车刹车过程物料流动特性研究

为探索散装水泥运输半挂车在刹车过程罐内物料的流动特性,基于FLUENT计算流体力学软件,采用欧拉-欧拉方法建立双流体模型,通过Syamlal-O＇Brien模型描述气-固曳力,对散装水泥运输半挂车在刹车过程罐内水泥的流动特性进行了数值模拟。结果表明,散装水泥运输半挂车在刹车过程中,罐内水泥向前运动,牵引车载荷高于设计载荷,对此提出通过在罐内顶部增设阻流板,可有效避免散装水泥运输半挂车在刹车过程由于载荷分布不合理而引起的一系列问题的改进措施。     

半挂车承载轴偏斜角对车辆行驶性能影响及检测方法研究

半挂车承载轴偏斜会造成汽车的偏驶现象,为保持半挂车具有良好的技术状况,使其安全、低消耗的运行,最有效办法就是定期对半挂车承载轴进行检测和维修。在分析了半挂车承载轴偏斜角产生的原因及其对车辆使用性能影响的基础上,采用激光测距仪测出左右车轮边缘到半挂车铰接点的水平距离和光电编码器测出激光测距仪所转动的角度,利用距离和角度关系,建立了半挂车承载轴偏斜角的检测数学模型,通过研究,提出了承载轴偏斜角对车辆行驶性能评价的检测方法,为进一步研究承载轴偏斜对半挂车性能的影响提供了理论依据。     

半挂汽车列车弯道行驶横向稳定性分析

为了进一步研究半挂汽车列车弯道行驶横向稳定性,运用动力学理论以及虚拟样机仿真软件ADAMS,建立了具有21自由度的半挂汽车列车虚拟样机,通过将稳态转向试验和转向盘角阶跃输入试验所得仿真结果与实车试验所得曲线相比较进行仿真模型的校验,分析了半挂汽车列车在弯道行驶极限工况下有关参数与时间的变化关系曲线,并分析极限工况所产生的原因。     

半挂车车厢失稳的结构改进设计

通过对事故车辆的分析,提出了普通厢式半挂车车厢改进方案,并运用有限元软件ABAQUS对车厢进行建模,分析了改进前后其结构的强度、刚度的变化。验证得出,改进后的车厢结构安全可靠,同时也为半挂车轻量化设计提供了参考。     

半挂汽车列车弯道行驶工况下轴偏角对行驶稳定性影响的仿真分析

针对半挂汽车列车弯道行驶稳定性差的问题.运用仿真分析软件ADAMS建立了半挂汽车列车整车模型,通过对比稳态转向特性试验和制动效能试验的仿真结果与实车试验结果,验证了仿真模型与实车的一致性.分析了弯道行驶工况下轴偏角对半挂汽车列车折叠角和转向特性的影响,结果表明,半挂车轴偏角的方向与半挂汽车列车的转向一致时,半挂汽车列车折叠角增大,有利于半挂汽车列车的行驶稳定性.     

精密设备半挂运输车悬架匹配设计及运输平顺性仿真

为解决精密设备在半挂车运输中的振动问题,采用了一种半挂车鹅颈柔性牵引装置。在ADAMS中建立了整车多刚体动力学仿真模型,并对整车的悬架系统进行了匹配计算,通过随机路面输入的平顺性仿真分析,取得较好的结果,减轻了车辆对精密设备在运输过程中的振动破坏。