摘要：为实现重型半挂车各工况稳定性精准最优控制,提出了基于线性变参数实时简化模型的重型半挂车稳定性控制策略。该控制策略基于制动系统,采用分层控制方式,运用线性二次型调节器(LQR)方法,选择多个车辆状态为反馈状态,以实现重型半挂车横摆、折叠和侧倾稳定性综合控制;应用遗传粒子群算法,设计综合提高横摆、折叠和侧倾稳定性的优化目标函数,优化控制策略权重系数,以实现重型半挂车各工况稳定性最优控制;最后搭建硬件在环试验台并进行了台架试验。结果表明:采用所提出的控制策略后,牵引车质心侧偏角、牵引车横摆角速度、挂车质心侧偏角和挂车横摆角速度最大值分别改善了38.6%、13.8%、15.8%、8.4%,铰接角最大值改善了5.1%,牵引车侧向加速度、牵引车侧倾角、挂车侧向加速度、挂车侧倾角最大值分别改善了10.4%、15.4%、10.8%、17.7%,表明所设计的控制策略综合提高了重型半挂车普通工况的横摆、折叠和侧倾稳定性,并且实现了极限工况侧翻精准控制,从而避免重型半挂车侧翻。

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。