半挂汽车列车挂车主动转向控制策略研究开题报告

 2021-08-08 16:53:04

1. 研究目的与意义

半挂汽车列车运输具有运输量大、效率高、成本低的特点,因此,其已在区段运输、甩挂运输和滚装运输领域得到了广泛应用。然而,由于半挂汽车列车的牵引车与半挂车运动耦合,且在运输过程中载质量变化范围较大,因此其横向动力学特性比两轴汽车复杂得多,在不同行驶工况下可能发生折叠、横向摆振等多种横向失稳形式,继而引发交通事故。目前行之有效的解决方法是使挂车后轮转向。

本课题拟基于MATLAB软件探讨挂车后轮主动转向鲁棒控制策略设计与控制器参数优化问题,以提高拖挂车的横向稳定性和轨迹追踪性。

2. 国内外研究现状分析

重庆交通大学的王永伟根据牵引车转向内、外轮速度差,主动控制连接在牵引车和挂车、挂车和挂车之间两根液压杆的伸缩变化。通过液压杆的伸缩变化改变牵引车和各个挂车之间的转向角,使其满足全挂汽车列车良好跟随性的充要条件,从而实现主动转向式汽车列车的转向控制,进而提高汽车列车的转向机动性和安全稳定性。其仿真研究结果证明了其可行性。

英国剑桥大学工程部的caizhen cheng,richard roebuck,andrew odhams等讨论了在高速状态下半挂汽车列车半挂车的最佳转向控制策略。通过半挂车主动转向提升车辆循迹性与灵活性,而面对半挂车具有翻滚趋势时则通过给半挂车质心施加一定的侧向加速度来保证其稳定性,这两种控制方式相互转换便是其总控制策略的关键。

其他研究概况详见附件文献综述。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

(1)熟悉有关汽车横向稳定性的相关概念,掌握汽车横向稳定性的动力学建模方法。查阅相关资料,掌握挂车主动转向控制技术研究现状。

(2)建立后轮具有转向能力的半挂汽车列车动力学模型,并设计后轮主动转向鲁棒控制策略。

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4. 研究创新点

基于软件对半挂汽车列车进行仿真研究,可以节约产品开发成本,缩短产品开发周期。

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