在現(xiàn)代生活過程中,人們對于車輛出行的穩(wěn)定性和安全性需求愈來愈高。與四輪汽車相比,多軸汽車往往承擔(dān)著特殊作業(yè)任務(wù),由于其工作環(huán)境差且自身結(jié)構(gòu)特殊,多軸汽車的操縱穩(wěn)定性和安全性明顯較弱。多軸汽車在轉(zhuǎn)向過程中車速高重心高,很多交通事故是由于轉(zhuǎn)向過程中的側(cè)向失衡導(dǎo)致的,因此需要一種良好的轉(zhuǎn)向控制策略來提高多軸汽車的行駛穩(wěn)定性。本文從如下幾個方面展開。本文在ADAMS/View中建立五軸全輪轉(zhuǎn)向26自由度車輛模型,在MATLAB/Simulink中建立控制模型,將兩種軟件的優(yōu)勢結(jié)合起來,能夠得到更精確的試驗結(jié)果。以某五軸油田鉆井車為模型進(jìn)行建模,其中每個車輪可獨立驅(qū)動或轉(zhuǎn)向,這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)存在很多自由度,對操縱穩(wěn)定性的研究比較費時費力,為了方便研究,縮減模型自由度個數(shù),建立二自由度動力學(xué)模型�；谥鲃雍筝嗈D(zhuǎn)向阿克曼理論可得到各車輪轉(zhuǎn)角,在多軸汽車轉(zhuǎn)向過程動態(tài)控制D值（轉(zhuǎn)向中心到第一軸的距離）,利用后輪主動轉(zhuǎn)向來改善汽車操縱穩(wěn)定性[1]。對于PID控制系統(tǒng)部分,運用不完全微分控制算法來降低系統(tǒng)的高頻振蕩,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。本文基于橫擺角速度的PID控制方式,即把橫擺角速度的實際值與目標(biāo)值的差值作為PI... 

【文章來源】：青島理工大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

某油田鉆井車的結(jié)構(gòu)

青島理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文2為了躲避其他車輛，駕駛員猛打方向盤，使多軸汽車轉(zhuǎn)向過度因而發(fā)生失穩(wěn)狀況。這就需要一種汽車操縱穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，適應(yīng)不斷變化的行駛環(huán)境，當(dāng)多軸汽車失穩(wěn)或者即將失穩(wěn)的時候及時輔助駕駛員一起操縱汽車，規(guī)避事故，保護駕乘人員的人身和財產(chǎn)安全，并且能降低駕駛員的操作難度，消除經(jīng)驗不足的駕駛員的緊張感。圖1.2多軸重型汽車車禍現(xiàn)場圖Fig1.2Sceneofmulti-axleheavy-dutyvehicleaccident汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的好壞影響著汽車操縱穩(wěn)定性的好壞。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一種根據(jù)駕駛員的意圖操控汽車行駛的底盤系統(tǒng)，汽車轉(zhuǎn)彎過程的穩(wěn)定性及安全性成為研究熱潮。主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能特點是當(dāng)車輛在惡劣工況下高速轉(zhuǎn)向行駛而失穩(wěn)或即將失穩(wěn)，并且駕駛員由于經(jīng)驗不足無法反應(yīng)或者反應(yīng)較慢時，控制系統(tǒng)自動調(diào)整車輪轉(zhuǎn)角，提供額外的驅(qū)動力矩使汽車得到穩(wěn)定行駛。目前汽車主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要有兩種：主動前軸轉(zhuǎn)向（activefontsteering,AFS）系統(tǒng)、主動后軸轉(zhuǎn)向（activerearsteering,ARS）系統(tǒng)。主動前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可根據(jù)車速、行駛環(huán)境等因素輔助轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向控制器信號和方向盤信號共同決定前輪轉(zhuǎn)角的大校然而，多軸汽車后輪主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與以前的前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)存在很多差異，汽車后輪主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的前后輪均參與轉(zhuǎn)向，增加了一些調(diào)整后輪轉(zhuǎn)向的結(jié)構(gòu)：電機、轉(zhuǎn)向控制器等，后輪控制器可操控后輪轉(zhuǎn)向動作，將多軸汽車的狀態(tài)參數(shù)以及運動信息傳送給控制器，再將控制信息傳遞給后輪轉(zhuǎn)向電機，實現(xiàn)后輪主動轉(zhuǎn)向[4]；并且多軸汽車可以根據(jù)不同車速和轉(zhuǎn)向環(huán)境調(diào)整轉(zhuǎn)向動作，決策哪些車輪參與轉(zhuǎn)向。在傳統(tǒng)汽車駕駛過程中，駕駛員操縱方向盤實現(xiàn)多軸汽車轉(zhuǎn)向的。對于經(jīng)驗匱乏的新駕駛員來說，在汽車行駛過程當(dāng)中他們遇到突發(fā)情況會引發(fā)駕駛員心情?

青島理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文12在，學(xué)者們研發(fā)了很多控制方法，控制目標(biāo)主要有橫擺角速度、車輪側(cè)偏角等。如圖2.1為車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的組成圖，其中“信號輸入”部分通過各種傳感器獲得信號，如轉(zhuǎn)向角傳感器、車速傳感器等。2.3五軸汽車操縱動力學(xué)模型建立2.3.1線性二自由度動力學(xué)方程線性二自由度模型是最簡單的車輛模型，假設(shè)不存在簧載質(zhì)量的動力學(xué)問題，假定汽車平行于地面做平面運動，將復(fù)雜的汽車變成簡單的“自行車模型”。五軸汽車實際行駛過程是極其復(fù)雜的，二自由度模型的缺點在于涉及參數(shù)較少，不能全面剖析多軸汽車的轉(zhuǎn)向性能。但在線性范圍內(nèi)，兩自由度模型的精度可以達(dá)到70%以上。因此本文車輛動力學(xué)模型選擇二自由度模型。在建立二自由度理想模型之前，做一些理想化的假設(shè)：（1）忽略空氣阻力的作用；（2）為保證汽車在線性動力學(xué)系統(tǒng)工作，假設(shè)汽車的側(cè)向加速度小于0.4g；（3）假定轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為剛性，將輸入加到轉(zhuǎn)向輪；（4）假設(shè)汽車行駛過程中，汽車的輪胎特性不變；（5）假設(shè)懸架系統(tǒng)為剛性；（6）設(shè)定汽車在平整的路面運動；（7）忽略地面切向力對輪胎的影響。圖2.2五軸汽車全輪轉(zhuǎn)向二自由度模型Fig2.2Five-axlevehiclefull-wheelsteeringtwo-degree-of-freedommodel

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于特殊PID控制的多軸汽車轉(zhuǎn)向性能仿真分析[J]. 李運洪,朱永強.  福建工程學(xué)院學(xué)報. 2019(03)
[2]全輪轉(zhuǎn)向非線性重型車輛穩(wěn)定性集成控制研究[J]. 李韶華,張志達(dá),周軍魏.  振動與沖擊. 2019(09)
[3]主動后輪轉(zhuǎn)向及分布式驅(qū)動車輛協(xié)同控制研究[J]. 彭文正,敖銀輝,鄒晨祺,林子鵬,翁思賢.  機械科學(xué)與技術(shù). 2020(02)
[4]PID控制方法研究[J]. 唐玉紅.  電子世界. 2019(07)
[5]半掛汽車列車掛車主動轉(zhuǎn)向控制研究[J]. 徐曉美,張磊,劉凱,陳寧.  汽車技術(shù). 2018(11)
[6]基于變權(quán)重系數(shù)的LQR車輛后輪主動轉(zhuǎn)向控制研究[J]. 謝憲毅,金立生,高琳琳,夏海鵬.  浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2018(03)
[7]基于模糊控制的三輪全轉(zhuǎn)向叉車轉(zhuǎn)向研究[J]. 陳明,肖本賢.  合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(08)
[8]五軸全輪轉(zhuǎn)向輪式機器人轉(zhuǎn)向模式研究[J]. 張平霞,朱永強,黃瑞生,張西富.  機械設(shè)計與制造. 2015(03)
[9]五軸汽車同相位程度對轉(zhuǎn)向性能的影響分析[J]. 張平霞,高利,朱永強.  系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2015(03)
[10]多軸全地面起重機穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性分析[J]. 邵波,史青錄,杜妮絲,武德,葛明此.  太原科技大學(xué)學(xué)報. 2015(01)

博士論文
[1]線控電動輪車輛驅(qū)動轉(zhuǎn)向技術(shù)研究[D]. 張平霞.北京理工大學(xué) 2015

碩士論文
[1]基于后輪主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)高速汽車側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性研究[D]. 李斌.長春工業(yè)大學(xué) 2018
[2]某6×6全輪轉(zhuǎn)向車輛操縱穩(wěn)定性研究[D]. 邱智穎.北京理工大學(xué) 2016
[3]8×8多軸車輛操縱穩(wěn)定性研究[D]. 裴鵬鵬.北京理工大學(xué) 2015
[4]電動輪式五軸汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究[D]. 張海源.青島理工大學(xué) 2012
[5]多軸轉(zhuǎn)向汽車基于Matlab/Simulink的轉(zhuǎn)向特性研究[D]. 張維遠(yuǎn).吉林大學(xué) 2011
[6]多軸轉(zhuǎn)向車輛操縱穩(wěn)定性控制策略研究[D]. 李華師.山東理工大學(xué) 2010



本文編號：3277420