论文部分内容阅读
半挂汽车列车采用牵引车和半挂车组合的方式,凭借其运输量大、高效经济的运输特点已成为“区段运输”、“滚装运输”和“甩挂运输”的理想车型,应用十分广泛。然而在显著增加经济效益的同时,半挂汽车列车引发的交通事故也在不断增加。与两轴单体车辆相比,半挂汽车列车的牵引车和半挂车的运动相互耦合,失稳形式更为复杂,在运输过程中常会出现“折叠”、“横向摆振”和“挂车甩尾”等横向失稳现象。针对上述失稳形式,本文主要研究基于主动制动的半挂汽车列车的横摆稳定性控制问题。基于车辆动力学仿真软件TruckSim建立了半挂汽车列车整车仿真模型,以作为控制方案仿真验证平台,给出了TruckSim与Simulink联合仿真的实现过程；探讨了半挂汽车列车横摆稳定性控制的基本原理和设计方法,提出了基于牵引车和半挂车独立横摆控制的稳定性控制策略,采用牵引车和半挂车独立单轮制动的实现方式,设计了目标制动车轮的选择规则,并深入研究了目标制动车轮的滑移率调节控制及对整车横摆稳定性控制的影响等问题,通过TruckSim-Simulink的联合仿真对控制效果进行了分析评价。由于半挂汽车列车运行工况复杂,可能会出现某个或某些车轮附着力／制动力不足或制动器故障失效的情况。基于单轮制动的半挂汽车列车横摆稳定性控制系统可能会出现目标制动车轮不能提供所期望的制动力,这时控制系统对整车的稳定性控制效果变差。本文采用执行器冗余控制中的控制分配(Control Allocation,CA)的思想,提出了基于约束加权最小二乘优化(Constrained Weighted Least Squares, CWLS)的制动力控制分配方案,设计了重构优化算法,实时协调分配各车轮的制动力,当车轮制动力／附着力不足或制动器出现故障时,控制系统能够实时调整控制效率矩阵,对剩余有效的制动器进行重构控制,最大程度的保证整车的横摆稳定性,提高控制系统的可靠性。通过TruckSim-Simulink的联合仿真对所提出的重构控制方案的有效性和可靠性进行了验证分析。