中高速重型半挂车适时模式切换的集成控制策略

作     者：聂枝根 王万琼 王超 宗长富 NIE Zhi-gen;WANG Wan-qiong;WANG Chao;ZONG Chang-fu

作者机构：昆明理工大学交通工程学院云南昆明650500 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室吉林长春130025 

基　　金：国家自然科学基金项目(51705225) 云南省引进人才科研启动基金项目(KKSY201602009) 

出 版 物：《交通运输工程学报》 (Journal of Traffic and Transportation Engineering)

年 卷 期：2017年第17卷第6期

页      码：135-149页

摘      要：在中高速工况下,建立了重型半挂车五自由度简化模型,提出了适时模式切换的集成控制策略;集成控制策略由差动制动和挂车主动转向2个控制系统集成,针对中高速重型半挂车工况变化,适时切换集成控制策略的控制模式,实现中高速重型半挂车各工况精准控制;采用遗传粒子群算法,设计了集成控制策略各控制模式对应优化函数,优化了各控制模式的权重系数,融合与协调了集成控制策略多个单一控制策略,以实现各控制模式重型半挂车最优控制;分析了重型半挂车多个控制策略的仿真结果,并搭建了硬件在环试验台,验证了集成控制策略的控制效果。研究结果表明:在普通工况下,集成控制策略与挂车主动转向控制策略的控制效果类似,优于差动制动控制策略的控制效果,而在极限工况下,控制能力强于挂车主动转向控制策略和差动制动控制策略;采用集成控制策略增强了中高速普通工况重型半挂车横摆和折叠稳定性,牵引车质心侧偏角、挂车横摆角速度和挂车质心侧偏角最大值分别改善了27.46%、53.19%和91.60%,铰接角最大值改善了29.07%;提升了中高速普通工况重型半挂车路径跟随能力,挂车后端路径最大偏差改善了95.48%;提高了中高速普通工况的重型半挂车侧倾能力,牵引车侧倾角、挂车侧倾角、挂车侧向加速度最大值分别改善了11.15%、10.34%和4.08%;避免了极限工况重型半挂车侧翻,且控制牵引车和挂车侧倾角在25°左右的稳定范围内。

主 题 词：汽车工程 重型半挂车 车辆动态控制 集成控制策略 实时模式切换 参数优化 

学科分类：08[工学] 082304[082304] 080204[080204] 0813[工学-化工与制药类] 0802[工学-机械学] 0814[工学-地质类] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1671-1637.2017.06.015

馆 藏 号：203282212...