线控转向系统转角反步控制算法研究

为实现商用车线控转向,设计一套新的线控转向系统架构及其转角跟踪控制算法。新的线控转向系统采用丝杠螺母结构中的丝杠直接控制纵拉杆,螺母通过带轮机构被电机驱动。对线控转向系统结构进行运动学分析,推导转向系统可变传动比,采用前轮转角为状态变量,建立线控转向系统二阶动力学模型。基于转角跟踪目标,采用反步控制算法,设计线控转向系统转角跟踪控制器,通过反馈系统线性化处理系统参数不确定和环境干扰问题,实现准确的目标转角跟踪,并建立李雅普诺夫函数,证明了采用反步控制的线控转向系统是渐进稳定的。搭建采用“丝杠螺母+带轮机构”架构的线控转向实车底盘测试台架,选取蛇形和混合工况进行控制算法验证。研究结果表明：与滑模控制算法的测试结果对比可知,反步控制算法绝对平均跟踪误差值降低了71.88%~79.57%,跟踪误差标准偏差值降低了71.32%~78.50%;线控转向系统反步控制转角跟踪算法能够减少系统收敛到原点的时间,抑制系统的抖振,提高车辆线控转向系统转角跟踪的操纵灵活性。     

智能汽车自动紧急转向避撞的跟踪控制方法对比研究

为了提高智能汽车的主动安全性,提出3种不同的自动紧急转向避撞跟踪控制方法。首先建立汽车避撞简化模型,对制动、转向及两者相结合的3种不同避撞方式进行对比分析。其次,为深入研究汽车避撞过程中的实际响应,建立包含转向、制动及悬架3个子系统耦合特性的底盘18自由度统一动力学模型,并进行相关试验验证。随后构建智能汽车自动紧急转向避撞控制框架,对五次多项式参考路径和七次多项式参考路径的横摆角速度和横摆角加速度进行对比分析。接着以线性2自由度转向动力学模型为参考对象,对最优控制四轮转向、最优控制前轮转向、前馈与反馈控制相结合的前轮转向3种不同的跟踪控制系统分别进行设计。最后,以汽车底盘18自由度统一动力学模型为研究对象,对上述3种避撞控制系统进行仿真试验对比分析。研究结果表明：与制动避撞相比而言,转向避撞所需的纵向距离有较大降低,随着车速的增加和路面附着系数的越低,效果越明显;七次多项式参考路径比五次多项式参考路径的避撞过渡过程更为平缓,当实际车速与控制器所用车速不一致时,前者避撞性能表现更优;最优四轮转向控制系统在高、低2种不同附着路面都具有较好的避撞效果,最优前轮转向控制系统次之,而前馈与反馈相结合的前轮转向控制系统在低附着路面上则表现出严重的失稳。     

辅助驾驶横向控制功能原理及其影响因素

文章从横向控制原理和车辆动力学域角度解析车辆运动过程,分别搭建转向和车辆系统数学模型,分析横向控制环节的影响因素,并搭建考虑转向摩擦、阻尼等特性的精准转向模型,集成为整车ADAMS模型,根据数学模型分析的影响因素进行DOE,在验证原理的科学性的同时,为横向控制工程提供理论指导。     

长沙南至机场中低速磁悬浮工程限界研究

为合理制定土建工程断面尺寸,保障行车安全,对长沙南至机场中低速磁悬浮工程限界设计进行深入研究。长沙南至机场中低速磁悬浮工程将限界划分为车辆限界、设备限界和建筑限界。从车辆、线路和轨道相关技术参数入手,详细阐述车辆限界、设备限界的计算因素和计算结果,并给出详尽的典型地段建筑限界图。长沙南至机场中低速磁悬浮工程已按期试运营,经实践检验,其限界设计安全、经济、合理,为后续同类工程提供强有力的技术支撑。     

中低速磁浮轨道检测装置研究

文章分析了中低速磁浮车轨匹配关系,提出了中低速磁浮轨道检测的内容和方法。通过对中低速磁浮轨道检测装置进行设计、研制和试验验证,为今后开展更高效智能的中低速磁浮轨道检测车研究工作奠定基础。     

某中低速磁浮试验线桥梁总体设计

依托某中低速磁浮试验线工程,以进一步提高中低速磁浮桥梁的经济性、施工便捷性及中低速磁浮交通与跨座式单轨等新型轨道交通的竞争优势为目的,重点阐述中低速磁浮轨道梁结构体系、墩梁型、经济跨度及施工方法的比选,并结合磁浮车辆独特的走行方式对桥面布置、桥上设备安装及管线敷设方式进行优化。根据中低速磁浮线路运营安全性及行驶舒适性的要求,在既有磁浮桥梁技术标准体系研究成果的基础上,提出推荐的轨道梁结构形式及施工方法。     

中低速磁浮交通车岔耦合振动研究

试验分析了中低速磁浮交通试验线车岔耦合振动特性。通过采用增加台车、沙袋、液体质量双调谐阻尼器等方式进行了多次对比测试。结果表明,采用台车和沙袋相结合的方式或采用液体质量双调谐阻尼器,都能有效地抑制车岔的耦合振动。为得到稳定的阻尼减振效果,在道岔主动梁上采用多组液体质量双调谐阻尼器作为工程化应用的吸能装置,成功解决了车岔耦合振动问题,为中低速磁浮交通的工程化应用和推广积累了经验。     

中低速磁浮线连续弯梁设计研究

依托唐山试验线曲线半径为100m的17.7m+27m+17.7m斜弯连续梁,对中低速磁浮线轨道梁设计进行初步探讨。为了满足车辆限界和轨道安装及承轨台预埋件的要求,连续曲梁截面斜置,构成复杂的空间扭转曲线箱梁。轨道梁桥面与轨道采用承轨台上置式连接方式。为了增加轨道梁的横向稳定性,采取了增大梁宽、加大支座横向间距、设置拉力支座等构造措施。根据连续曲梁的受力特点,建立空间模型进行了计算分析,并参考相关规范,讨论了轨道梁刚度和动力特性的设计要求。     

波形钢腹板组合梁桥转向块空间应力仿真分析

转向块是波形钢腹板组合梁桥最重要的传力构件之一,其受力复杂,易成为结构设计的薄弱点。采用空间有限元实体模拟的方法,对转向块在实际工作中的应力分布特点和规律进行研究。结果表明,竖向拉应力由底板连接处向中部逐渐减小,是设计的控制因素;当预应力管道距离底板较近时,管道下缘的应力不能充分扩散,会产生明显的应力集中,对设计很不利;转向块与顶底板连接处的倒角对应力扩散效果显著;主拉应力具有使转向块从梁体内脱离的倾向,两者之间应加强钢筋连接;转向块可采用上薄下厚、半高度等构造形式及钢结构材料等方式来实现轻型化设计。