【摘 要】
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我国交通事业的迅速发展带动了商用汽车的产量与销量,但是商用汽车本身具有质量较大,载客载货量很多的特点,相比乘用车更容易发生车辆失稳等危险事故,同时大型客车发生事故时造成的危害也更大。因此在人们出行越来越多选择客车的情况下,其安全问题受到了人们的密切关注。本文首先研究了UniTire轮胎模型,介绍了UniTire轮胎模型的相关知识,随后对轮胎稳态复合特性进行了建模,使用最小二乘法对公式参数进行了辨识
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我国交通事业的迅速发展带动了商用汽车的产量与销量,但是商用汽车本身具有质量较大,载客载货量很多的特点,相比乘用车更容易发生车辆失稳等危险事故,同时大型客车发生事故时造成的危害也更大。因此在人们出行越来越多选择客车的情况下,其安全问题受到了人们的密切关注。本文首先研究了UniTire轮胎模型,介绍了UniTire轮胎模型的相关知识,随后对轮胎稳态复合特性进行了建模,使用最小二乘法对公式参数进行了辨识。在总结国内外针对轮胎智能化研究成果的基础上,设计并优化了智能轮胎监测系统,使其能够实时检测当前轮胎所受的轮胎力。使用Trucksim软件并结合参考车辆的参数对整车特性进行建模,使用智能轮胎检测系统对理想参考模型进行了参数优化,在此基础上研究了涉及轮胎力在线估计的大型客车横向稳定性控制算法。最后使用搭建的硬件在环试验台对所制定的控制策略进行了验证。本文的主要工作内容如下:(1)·根据Trucksim中相似型号轮胎的仿真数据对UniTire轮胎模型进行了公式参数辨识,将仿真结果同轮胎虚拟试验数据进行了对比。在Simulink环境中使用SFunction建立了UniTire轮胎模型,在Trucksim软件中根据参考车辆的参数建立了客车的整车模型,并使用UniTire轮胎模型进行了联合仿真。(2)·设计并优化了轮胎智能采集设备,在轮辋面上进行了高帧率摄像头的安装。该系统可以使用摄像头对轮胎内部胎面的标记阵列进行视频采集,并通过Matlab软件对数据进行处理,提取出标记点阵列的间隔以及相对位置变化,就可以利用轮胎受力及形变之间的关系对轮胎受力进行估算。最终通过试验,该系统可以对轮胎力进行实时监测,根据与轮胎试验台所得数据进行对比,在各工况下估算得到的轮胎力与真实轮胎力之间差距很小。(3)·在智能轮胎监测系统的基础上,为保证客车具有良好的横摆稳定性,制定了引入智能轮胎监测系统的车辆横向稳定控制策略,并且对其中的参考模型参数进行了优化。详细阐述了如何进行控制量的选择,以及失稳判断模块的设置方法,同时建立了滑模变结构控制器,考虑轮胎力的影响对力矩计算进行了优化。通过智能轮胎监测系统采集到的轮胎纵向力作为反馈输入对ESP的制动力分配环节进行了调节。(4)·最后,本文对中高级客车上配备的EBS电子制动系统进行了简化处理,选用WABCO公司的阀器件,搭建了客车平台下的气压电子制动硬件在环仿真试验台。在气压电控试验台上进行了控制策略的验证,仿真结果显示,本文所制定的横向稳定性控制方法能使被控车辆在规定工况下保持横向稳定,驾驶员能轻易操纵车辆沿指定路径行驶,ESP系统具有保持车辆横向稳定的能力。
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