基于CFD的防波板对移动罐体液体晃动的影响

罐车制动时,罐内液体晃动对车辆行驶稳定性影响较大。利用FLUENT对罐内液体晃动进行数值模拟,提取出罐车行驶方向相应的罐体受力。并比较了不同防波板数量、不同防波板面积、不同防波板安装位置对液体晃动的影响。研究表明:防波板的使用能够对罐内液体晃动进行分流,减小了冲击力峰值,使液体晃动变得更加平稳。该文的研究成果为罐车防波板的设计提供了有效的参考依据。     

罐车动力学建模与刚-液耦合特性研究

针对罐内液体晃动与罐车之间耦合效应极易影响车辆行驶稳定性的问题,基于参数化的等效单摆模型建立带贮罐类重型车辆的侧倾动力学模型,研究不同侧向加速度与悬架系统对侧倾稳定性的影响。结果表明:罐车的运动状态与液体晃动的耦合效应,加长了贮罐内液体晃动的振荡周期,且随着侧向加速度的增大,液罐车的载荷转移率幅值随之增大,从而降低车辆的稳定性。此外,车辆左、右轮阻尼与弹簧的刚度差对侧倾稳定性的影响较大,当左、右轮各自的阻尼和刚度相差过大时,罐车的侧倾稳定性急剧降低,因此定期检查悬架系统的性能对保证车辆行驶稳定性十分重要。     

基于液罐车侧倾稳定性的液罐横截面形状优化与分析

液罐车在非满载情况下,其液罐中的液体质心高度和液面长度随行驶工况而发生变化,导致液罐车侧倾稳定性下降。针对传统液罐中液体晃动过大或质心过高的问题,根据液罐形状的国家标准GB1589-2004的要求,研究基于侧倾稳定性的液罐车罐体横截面优化设计原理及其方法。分析结果表明所设计的优化液罐可以在一定的充液比范围内提高液罐车的侧倾稳定性。     

主动横摆控制在车辆横向稳定性中的应用研究

以汽车系统动力学为基础,在Matlab/simulink中建立了八自由度整车模型。针对汽车实际转向时存在的非线性特点,以线性二自由度半车模型作为参考标准,结合对车辆稳定性控制原理的分析,设计了以车身横摆角速度和质心侧偏角为控制目标的联合模糊控制器。采取效率车轮单独差动制动以产生附加横摆力矩的策略,最后在两种典型的试验工况下对整车模型进行仿真。仿真结果表明,采用此策略能够切实可行地实现对车辆行驶稳定性的控制,提高了车辆的横向稳定性。     

基于铰接角度稳定域与可行域的半挂汽车列车直线倒车控制研究

针对半挂汽车列车在倒车行驶时的不稳定开环工况造成的跟随期望直线倒车困难问题，提出基于铰接角度稳定域与可行域的半挂汽车列车直线倒车控制策略；在倒车过程中分析铰接角度、半挂车位姿角和轴线偏移距等参数的相互耦合关系以及上述参数对半挂汽车列车倒车稳定性与可行性的影响；确定半挂汽车列车随期望直线倒车时的铰接角度稳定性区域与可行性区域，并基于半挂汽车列车铰接角度稳定性区域与可行性区域制定半挂汽车列车直线倒车控制策略；采用变论域模糊控制进行直线倒车路径跟踪控制，并基于ADAMS和Matlab/Simulink进行联合仿真以及实车试验。仿真与试验结果表明，所提出的基于铰接角度稳定域与可行域的半挂汽车列车直线倒车控制策略可使半挂汽车列车精准实现对于期望直线倒车的路径跟踪，有效地避免在倒车过程中出现折叠、碰撞等问题、从而大大降低直线倒车操作难度。     

动态预测车辆LTR的侧向稳定性滑模控制研究

为提高车辆在转向过程中的侧向稳定性,以车辆行驶过程中的横向载荷转移率作为控制目标,建立基于横向载荷转移率的车辆侧向稳定性动态预测方法,提出滑模变结构控制器结合差动制动控制原理实时调控各车轮制动力的方法,改善车辆在行驶过程中的转向性能及制动性能。采用CarSim-Matlab/Simulink进行联合仿真以验证该方法的有效性,验证过程选取Fish-Hook和角阶跃两种工况进行测试分析,结果表明,所搭建的预测及控制算法能有效预测到车辆的侧向运动状态并改善车辆的侧向稳定性。     

防波板对罐车在制动时的安全稳定性的影响

充液罐车在制动时,液体晃动对罐车的安全稳定性影响很大。对罐体进行全尺寸建模模拟,通过与试验结果的对比验证了计算方法的可靠性,并且对比研究了罐车在带有防波板和未带防波板两种情况下,液体的晃动分析、罐车的压强和受力变化以及在不同加速度、充装率下防波板的作用。结果表明,防波板能够使晃动液体分流,减小了冲击力峰值,使压强分布得更加均匀,有效地降低液体的晃动程度。这对罐车的安全运行,尤其是装有化学试剂的罐车具有重要的参考价值。     

采用状态反馈的无人车路径跟踪横向控制

针对采用传统模型预测控制器的车辆在弯道内跟踪精度难以保证的问题,本文提出了一种基于状态反馈的路径跟踪横向控制策略。基于车辆动力学模型,建立考虑轮胎滑移包络线约束条件的路径跟踪模型预测控制器,并根据车速选择合适的控制器时域参数;以车辆质心位置为控制点建立车辆跟踪误差模型,结合车辆当前位置横摆角偏差建立状态反馈调节器,通过LQR最优控制方法对无人车姿态进行校正。利用MATLAB/Simulink和Carsim软件对改进的状态反馈控制策略进行了仿真验证,典型双移线道路仿真试验表明:中低车速下车辆路径跟踪横向偏差降低了16%以上,横摆角偏差降低了33%以上,所设计控制器能够有效提高车辆路径跟踪精度,可保证车辆对变曲率弯道具有适应性和行驶稳定性。     

重型半挂汽车列车主动转向控制策略研究

为了提高重型半挂汽车列车的高速操纵稳定性,基于模糊控制和PID理论,提出了一种牵引车加挂车主动转向控制策略。首先,在MATLAB/Simulink软件中建立三轴重型半挂汽车列车的三自由度线性模型,并对模型有效性进行验证;其次,以三自由度线性模型与TruckSim非线性模型的牵引车横摆角速度偏差及偏差变化率为输入,设计了牵引车后轮主动转向模糊控制器,同时,以挂车横摆角速度偏差设计了挂车车轮主动转向PID控制器;最后,利用MATLAB/Simulink与TruckSim进行联合仿真,分别对牵引车加挂车主动转向控制、牵引车主动转向控制和传统无控制车辆进行双移线工况及重型铰接式车辆后部放大(Rearward Amplification, RWA)性能测试。结果表明,所设计的牵引车加挂车主动转向控制策略相比传统无控制车辆优势明显,有效减小了车辆横摆角速度、质心侧偏角和铰接角等值,牵引车与挂车最大横向位移偏差分别降低了13.75%和29.17%,且RWA比率降低了13.32%,显著提高了重型半挂汽车列车的高速路径跟踪性能及操纵稳定性能。     

基于电机/液压制动系统协同控制的电动汽车稳定性控制研究

针对高速行驶工况下分布式驱动电动汽车的稳定性控制问题,对分布式驱动电动汽车参考模型、模糊PI控制、车辆动力学规划、电机/液压系统协同控制策略、最优控制分配方法等方面进行了研究,对分布式驱动电动汽车电液复合稳定性控制策略进行了归纳,提出了基于轮毂电机/液压制动系统协同控制的车辆稳定性控制系统。利用Carsim建立了分布式驱动电动汽车动力学模型,并通过Simulink设计了电机/液压协同控制策略,在Car Sim/Simulink联合仿真平台上进行了正弦停滞转向试验。研究结果表明:在极限工况下,无控制或仅电机控制车辆均无法保持稳定,采用电机/液压制动系统协同控制则能保证车辆操纵稳定性。