A real-time approach to robust identification of tyre–road friction characteristics on mixed-μ roads

ABSTRACT

The interaction between the tyre and the road is crucial for understanding the dynamic behaviour of a vehicle. The road–tyre friction characteristics play a key role in the design of braking, traction and stability control systems. Thus, in order to have a good performance of vehicle dynamic stability control, real-time estimation of the tyre–road friction coefficient is required. This paper presents a new development of an on-line tyre–road friction parameters estimation methodology and its implementation using both LuGre and Burckhardt tyre–road friction models. The proposed method provides the capability to observe the tyre–road friction coefficient directly using measurable signals in real-time. In the first step of our approach, the recursive least squares is employed to identify the linear parameterisation form of the Burckhardt model. The identified parameters provide, through a T–S fuzzy system, the initial values for the LuGre model. Then, a new LuGre model-based nonlinear least squares parameter estimation algorithm using the proposed static form of the LuGre to obtain the parameters of LuGre model based on recursive nonlinear optimisation of the curve fitting errors is presented. The effectiveness and performance of the algorithm are demonstrated through the real-time model simulations with different longitudinal speeds and different kinds of tyres on various road surface conditions in both Matlab/Carsim environments as well as collected data from real experiments on a commercial trailer.     

轮胎稳态模型的分析综述

轮胎稳态模型描述了轮胎稳态运动过程的纵滑、侧偏特性,可以分为理论模型、经验模型和半经验模型.常用的理论模型包括线性模型、UA模型、Dugoff模型、刷子模型和LuGre模型;常用的经验模型包括多项式模型、Burckhardt模型、K-D模型和LC模型;常用的半经验模型包括魔术公式模型和UniTire模型.通过仿真分析,对各种模型描述轮胎运动状态的能力、复杂性、准确性和适用范围进行了比较和研究,对各种模型存在的局限性进行了分析,可为轮胎稳态特性分析和汽车控制系统设计选择轮胎模型提供依据.     

浅析OGFC开级配排水路面及其运用前景

OGFC开级配排水路面具有较强的结构排水能力,是适用于多雨地区修筑沥青路面的表层或磨耗层。该文首先通过对OGFC开级配排水路面材料技术要求和OGFC开级配排水路面配比设计研究,对OGFC开级配排水路面使用性能进行分析,结合OGFC开级配排水路面使用过程中存在的一些问题,对OGFC开级配排水路面的运用前景进行综合评价。     

圆形直管湍流光滑管区的摩擦因数计算

提出了一个简单适用的显式方程,可用于流体处在直圆形湍流光滑管区时的摩擦因数的计算。在3000≤Re≤108时,该方程的计算结果与卡门-普朗特方程的平均偏差为0.503%,最大偏差不超过0.87%,其计算精度高于其他现有的经验公式。     

温州地区基桩负摩阻力的计算探析

根据饱和软土场地桩基负摩阻力产生的机理及影响因素,结合温州地区岩土工程地质的特点,探讨了如何确定中性点深度和单位负摩阻力取值大小的方法,最后有针对性地提出了减小负摩阻力的不利作用而应采取的措施。     

后张法预应力混凝土梁曲线钢束锚固损失的精确分析

为了改进后张梁曲线钢束锚固损失计算方法,通过分析钢束微段的平衡,利用变形协调条件及应力连续条件,导出了后张梁曲线钢束锚固损失的精确计算公式。在导出的精确公式的基础上,分析了钢束张拉时的摩阻作用与锚固时的反摩阻作用之间的差别,指出了现行桥梁设计规范中锚固损失计算方法的近似性和不合理性。通过简支梁和连续梁钢束算例,对比了现行桥梁设计规范中的锚固损失计算方法及误差。研究结果表明：钢束锚固时的反摩阻作用小于张拉时的摩阻作用;现行铁路桥梁设计规范中的简化计算方法具有较好的计算精度,而现行公路桥梁设计规范中的简化计算方法会导致很大偏差;按现行公路桥梁设计规范中给出的简化公式计算的反摩阻影响长度可超过精确值70%以上,钢束端部的锚固损失计算值小于精确值30%以上;从简化计算考虑,建议设计公路桥梁时采用现行铁路桥梁设计规范中的反向摩阻计算方法。     

高速铁路隧道长度对压缩波波前变形的影响研究

依据一维可压缩非定常不等熵流动理论,以及黎曼变量特征线方法,在控制方程中计入瞬态摩擦项及传热项,对不同长度无碴隧道内压缩波波前变形进行数值模拟。与国外现场试验比较验证,表明本文计算方法和程序是正确的;在长隧道计算工况下,隧道长度对出口处压缩波的压力梯度影响明显,为进一步研究微压波强度提供依据。     

新型铰轴钢支座力学性能的试验研究

设计出特殊的加载装置,对新型铰轴钢支座的滑板滑动性能及铰轴转动性能进行测试,得到了滑板滑动摩擦系数和铰轴转动摩擦系数随钢支座承载力变化规律。使用压力传感器测试聚四氟乙烯滑板的压力分布,并使用应变片测试钢支座的应力状态,试验结果表明钢支座设计符合规范要求。     

动态路面摩擦系数的分析与测试技术探讨

对于高速公路路面,采用动态摩擦系数作为评价指标,可使道路评价指标更合理,通过对动态路面摩擦系数测定的基本原理和测试设备的结构特点的分析,同时采用路面连续动态摩擦系数测定设备在不同车速下测定的摩擦系数,分析了公路路面与轮胎之间摩擦系数的动态特性。     

湿式摩擦离合器摩擦片表面温升和油槽结构研究

应用接触温度计算模型和热分析基本原理,研究了重型车辆湿式摩擦离合器摩擦片的温度分布和失效原因,分析和推导了简单、实用的摩擦片温度计算公式并得到试验验证。此外,介绍了从动摩擦片常见的表面油槽结构,分析了不同油槽结构对传递扭矩、摩擦片表面温度以及带排扭矩的影响。试验结果表明:双圆弧油槽综合性能较好,摩擦副摩擦因数适中,对带排扭矩影响小,且易于制造,最适合于重型车辆湿式摩擦离合器从动摩擦片使用。