半挂汽车列车转弯制动稳定性模糊控制
半挂牵引车的底盘稳定性与悬挂调节
半挂牵引车的底盘稳定性与悬挂调节半挂牵引车作为一种重要的运输工具，在现代物流业中扮演着至关重要的角色。
半挂牵引车的底盘稳定性和悬挂调节是影响其行驶安全和乘坐舒适性的关键因素。
在这篇文章中，我们将探讨半挂牵引车的底盘稳定性和悬挂调节的相关问题，并讨论其重要性和可能的解决方案。
底盘稳定性是指半挂牵引车在运输过程中保持行驶稳定的能力。
一个稳定的底盘可以帮助驾驶员更好地控制车辆，减少事故的发生。
底盘稳定性受到多个因素的影响，包括车辆的重心高度、质量分布、悬挂系统设计和轮胎选择等。
首先，重心高度对底盘稳定性有着重要影响。
较低的重心可以提高车辆的稳定性，减少侧翻的风险。
因此，在设计和制造半挂牵引车时，降低车辆的重心高度是非常重要的。
例如，可以通过降低货物的装载高度来减少重心高度，或者在设计车身结构时采用低重心设计。
其次，质量分布也是影响底盘稳定性的关键因素。
半挂牵引车的负载通常集中在后部，因此正确的负载分布可以帮助提高车辆的稳定性。
合理安排货物的装载位置可以保持车辆的平衡，减少对车辆操控性的影响。
悬挂系统设计是影响底盘稳定性的重要因素之一。
半挂牵引车通常采用多点悬挂系统，可以提供更好的稳定性和行驶舒适性。
悬挂系统设计应根据车辆的特性和使用环境进行合理选择和调整。
例如，在悬挂系统中使用合适的减震器和弹簧可以提供更好的悬挂性能和行驶平稳性。
此外，使用可调节的悬挂系统可以根据不同的负载情况进行调整，提高不同工况下的底盘稳定性。
此外，轮胎的选择也对底盘稳定性有很大影响。
选择适合的轮胎类型和规格可以改善半挂牵引车的操控性和稳定性。
重负荷轮胎、耐磨轮胎和抗侧滑轮胎是常见的半挂牵引车轮胎类型。
正确选择和定期检查轮胎的磨损和气压，可以保证良好的牵引、制动性能和操纵稳定性。
另一方面，悬挂调节是为了改善半挂牵引车的乘坐舒适性和操控性而进行的调整。
半挂牵引车的悬挂系统应根据道路状况和负载的变化进行适时调节。
通过调整悬挂系统的硬度和行程，可以达到更好的乘坐舒适性和操纵稳定性。
半挂汽车列车路径跟随模糊控制联合仿真
半挂汽车列车路径跟随模糊控制联合仿真作者：代馥光程凯于志新李杰来源：《专用汽车》2018年第04期摘要：应用TruckSim建立了半掛汽车列车非线性整车模型，并建立了简化的四自由度线性参考模型，以牵引车和半挂车的路径偏差和偏差变化率为控制变量设计了模糊控制器，并设计了差动制动控制器对车轮施加制动力矩，然后利用MATLAB/Simulink和TruckSim软件进行了联合仿真。
结果表明，所提出的方法提高了半挂车对牵引车的跟随能力，可以有效地避免甩尾、折叠等危险事故的发生。
关键词：半挂汽车列车模糊控制差动制动 TruckSim中图分类号：U469.53 文献标识码：A 文章编号：1004-0226（2018）04-0087-041 前言当前半挂汽车列车占据公路货运的主导地位，但因其质心高，尺寸大以及轮距比过大等特点，导致半挂车在转弯、超车等情况下难以跟随牵引车路径，极易引发折叠、摆振、甩尾等危险事故[1-2]。
因此，提高半挂汽车列车的路径跟随性对改善半挂汽车列车的通过性、机动性以及道路安全性至关重要。
为改善半挂汽车列车的路径跟随性，众多学者已在改善机械结构、应用后轴转向等方面进行了探索，但多集中于动力学建模与仿真、横摆和侧倾机理分析相关研究，而没有针对路径跟随问题进行专门研究[3-5]。
针对以上问题，可以利用改善半挂汽车列车路径跟随性来提升车辆横摆稳定性，以避免出现折叠、摆振、甩尾等危险工况。
横摆角速度是反映车辆横摆稳定性的重要参数，抑制横摆角速度可以提升车辆横摆稳定性，避免摆振和甩尾等危险工况。
而折叠是由于铰接角过大而引起的，通过抑制铰接角可以有效避免车辆发生折叠现象。
本文以路径偏差及其变化率为控制变量设计了模糊控制器，并通过差动制动对车辆施加附加横摆力矩，然后基于MATLAB/Simulink 与TruckSim软件进行了联合仿真，输出车辆路径曲线，观测控制后挂车对牵引车的跟踪情况；输出横摆角速度以验证提出的控制方案对摆振、甩尾等车辆横摆稳定性问题的控制效果；输出铰接角以验证该控制方案的防折叠能力。
半挂汽车列车横向稳定性与失稳机理分析
随着 车速 和载 质量 等工况 的变 化可 能发 生 不 同 的横
日 吾 Ｊ Ｉ
向失 稳形式 ＩＪ ４。随着 汽车底 盘 主动 安 全技 术 的发 展， 将基 于差 动制动／ 动 的横 摆力 矩控 制 或 主 动转 驱 向控 制思 想 应 用 于 半 挂 汽 车列 车 的 横 向稳 定 性 控
［ 摘要 ］ 为半挂汽 车列 车建立 了简化 的四 自由度 单轨模 型 ， 并在 其上 分析 了两 个重要结 构参数 ， 即牵 引点 和 挂车质心位置对半挂汽车列车横 向稳定性 的影响规律 。在此基础 上 ， 用主元特征 向量分析方 法详细探讨 了半 挂 采
汽车列车“ 折叠” 横向摆振” 和“ 两种常见 的横 向失稳现象 的发生机理 ， 析和对 比了牵引角和牵引角速 度输 出反馈 分 对半挂汽车列车“ 折叠 ” 横 向摆振” 和“ 失稳 的镇定效果 。
汽
车
工
程
２１ 年 （ ３ ０ １ 第 ３卷 ） ６期 第
Ａｕｏ ｏｉｅ Ｅｎ ｉ ｅ ｉ ｇ ｔｍ ｔｖ ｇｎｅ ｒｎ
２ １０ ０１ １ ０
半 挂 汽 车 列 车 横 向稳定 性 与失 稳 机 理 分 析
杨 秀通工程学院 ， 昆明 ６ ０２ ） ５２ ４
Ｙ ｎ ｕｉｎ． ｉ ａ ｐｎ ａ ｇＸｉ ａ Ｌ ｏ ｉｇ＆ Ｘ ｏ ｇＪａ ｊ Ｙ ｉｎ ｉｎ
Ｆ ｃｌ ｒｎｐ ｒ ｔ ｎＥ ｇｎｅ ｎ Ｋ ｎ ｉｇＵ ｉ ｒｔ ｏ Ｓｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ，Ｋ ｎ ｎ ６ ０ ２ ａｕｔ ｏ Ｔａｓｏｔ ｉ ｎ ｉｅｒ ｇ， ｕ ｍｎ ｎ ｅ ｉ ｃ ｎｅａｄ Ｔｃｎｌ ｙ ｕｍｉ ｙｆ ａｏ ｉ ｖ ｓｙｆ ｅ ｏ ｇ ５２４
工业 界 和 学 术 界 的 广 泛 关 注 ， 为 研 究 的 热 点 问 成
车辆制动稳定性的模糊协调控制
车辆制动稳定性的模糊协调控制李锐;马红星;郑太雄;马付雷;李炯球【期刊名称】《重庆邮电大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(023)004【摘要】降低车辆的横摆力矩对改善车辆制动稳定性具有重要意义.在分析车辆制动时轮胎与路面接触力学特性的基础上,推导出横摆力矩与前轴两侧车轮的加减速度差、制动轮缸压力差之间的相互关系,提出了一种基于车轮加减速度差来对制动轮缸压力进行模糊协调调节,从而提高制动稳定性的控制方法.参照国家标准,在不同条件下进行道路试验.道路测试表明,相对于各个车轮独立控制,模糊协调控制降低了车辆横摆力矩,改善了车辆的制动稳定性,是一种新的有效的控制方法.【总页数】6页(P458-463)【作者】李锐;马红星;郑太雄;马付雷;李炯球【作者单位】重庆邮电大学自动化学院,重庆400065;重庆邮电大学汽车电子与嵌入式系统工程研究所,重庆400065;重庆邮电大学自动化学院,重庆400065;重庆邮电大学汽车电子与嵌入式系统工程研究所,重庆400065;重庆邮电大学自动化学院,重庆400065;重庆邮电大学汽车电子与嵌入式系统工程研究所,重庆400065;重庆邮电大学自动化学院,重庆400065;重庆邮电大学汽车电子与嵌入式系统工程研究所,重庆400065;重庆邮电大学自动化学院,重庆400065;重庆邮电大学汽车电子与嵌入式系统工程研究所,重庆400065【正文语种】中文【中图分类】TP273【相关文献】1.双模糊神经网络模糊协调控制的交流伺服系统 [J], 曾玉金;蒋静坪2.基于稳定性和电压精度协调控制的新型模糊励磁调节器 [J], 蔡滨;张鹏飞;张恒旭3.基于模糊理论对地铁车辆制动系统故障诊断 [J], 徐晓锋; 刘军; 卞涛; 高鹏; 张锡广; 刘楚鸣4.线控制动系统车辆制动与横摆稳定性协调控制 [J], 尘帅;王吉忠;张西龙5.基于模糊状态观测器的单元机组T-S模糊协调控制系统 [J], 栾秀春;李士勇;吴建军;赵宝江;袁丽英因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
半挂汽车列车路径跟随模糊控制联合仿真
半挂汽车列车路径跟随模糊控制联合仿真作者：暂无
来源：《专用汽车》 2018年第4期
当前半挂汽车列车占据公路货运的主导地位，但因其质心高，尺寸大以及轮距比过大等特点，导致半挂车在转弯、超车等情况下难以跟随牵引车路径，极易引发折叠、摆振、甩尾等危
险事故[1-2]。
因此，提高半挂汽车列车的路径跟随性对改善半挂汽车列车的通过性、机动性以及道路安全性至关重要。
为改善半挂汽车列车的路径跟随性，众多学者已在改善机械结构、应
用后轴转向等方面进行了探索，但多集中于动力学建模与仿真、横摆和侧倾机理分析相关研究，而没有针对路径跟随问题进行专门研究[3-5]。
针对以上问题，可以利用改善半挂汽车列车路径跟随性来提升车辆横摆稳定性，以避免出
现折叠、摆振、甩尾等危险工况。
横摆角速度是反映车辆横摆稳定性的重要参数，抑制横摆角
速度可以提升车辆横摆稳定性，避免摆振和甩尾等危险工况。
而折叠是由于铰接角过大而引起的，通过抑制铰接角可以有效避免车辆发生折叠现象。
本文以路径偏差及其变化率为控制变量
设计了模糊控制器，并通过差动制动对车辆施加附加横摆力矩，然后基于MATLAB/Simulink与TruckSim软件进行了联合仿真，输出车辆路径曲线，观测控制后挂车对牵引车的跟踪情况；输
出横摆角速度以验证提出昀控制方案对摆振、甩尾等车辆横摆稳定性问题的控制效果；输出铰
接角以验证该控制方案的防折叠能力。
四轮转向半挂汽车列车横向稳定性的模糊PID控制
四轮转向半挂汽车列车横向稳定性的模糊PID控制刘春辉;关志伟;杜峰;严英【期刊名称】《现代制造工程》【年(卷),期】2016(000)007【摘要】提出直接横摆力矩与四轮转向集成的控制方案.建立了四轮转向半挂汽车列车的四自由度非线性动力学模型,以零侧偏角为控制目标确定半挂汽车列车牵引车后轮转角,以牵引车横摆角速度为控制变量,基于模糊PID控制技术设计了直接横摆力矩模糊控制器.借助Matlab/Simulink软件,对该集成控制器的有效性进行了验证.仿真结果表明,高速大转向时,该四轮转向直接横摆力矩集成控制器能得到较好的输出响应,牵引车质心侧偏角、横摆角速度,半挂车横摆角速度及牵引车与半挂车的中心线夹角响应均能很快稳定,可显著提高半挂汽车列车的操纵稳定性.【总页数】5页(P47-50,5)【作者】刘春辉;关志伟;杜峰;严英【作者单位】天津职业技术师范大学汽车与交通学院,天津300222;天津职业技术师范大学汽车与交通学院,天津300222;天津职业技术师范大学汽车与交通学院,天津300222;天津职业技术师范大学汽车与交通学院,天津300222【正文语种】中文【中图分类】U461.6【相关文献】1.基于TruckSim与Simulink联合仿真的半挂汽车列车横向稳定性控制 [J], 杨炜;马浩越;郭祥靖2.基于TruckSim与Simulink联合仿真的半挂汽车列车横向稳定性控制 [J], 杨炜;马浩越;郭祥靖;;;3.半挂汽车列车横向稳定性试验与仿真分析 [J], 卓凯敏;危大波4.基于聚类分析的半挂汽车列车横向稳定性控制 [J], 石炳明;朱永强5.基于聚类分析的半挂汽车列车横向稳定性控制 [J], 石炳明;朱永强因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于模糊预测控制的机车制动控制方法
2017. 3（下） 现代国企研究143案 例 AN LI摘要：为了减少模型参数、噪声耦合和随机性干扰对机车制动控制系统控制精度和稳定性的影响，提出1种基于模糊预测控制的制动控制方法，利用基于满意度的T-S模糊建模方法建立精确的预测模型。
研究结果表明：通过模糊遗传算法进行滚动优化，获得全局最优解作为预测控制控制器的输出，而提高系统控制快速性和稳定性，仿真结果验证了该方法的有效性。
关键词：模糊预测控制；机车制动；控制方法戴成龙基于模糊预测控制的机车制动控制方法机车控制系统是列车安全运行的首要前提及根本保障，在列车发出制动指令时，主控部分就会逐级向下传达控制信息，当其下部在接收到这一指令后，就可以根据实际情况对相应目标做出控制，从而完成整个系统的制动动作。
通过对可靠资料的研究及分析不难发现，机车控制系统的实际效率，能够直接影响列车的制动能效，同时这也关乎整个列车的运行安全。
在交通运行压力日益增加的时代背景下，列车长度不断延伸，相对的其体积及容量也随之增加，这就进一步增加了机车控制难度，本文就从模糊预测控制入手，对其控制方法做出了细化研究。
一、影响制动能效的重要因素机车制动作用的发挥，会直接受到相关因素的影响及制约，首先，如果制动系统内部设备及气路特性不够稳定，数据精准度有待完善，就会使得误差值相应产生，这将会导致制动系统在发出指令时精准度不够；其次，元器件本身质量存在问题，在这部分器件形状发生改变时，管道完整性就会受损，并出现泄漏问题，控制难度就会相对增加；最后，在机车运行环节，机车总风缸压力值是处于时时变化之中的，尤其是在充放气环节，制动系统会受其直接影响，控制稳定性将会不断下降，因此，为了从根本上提高列车制动精准度，在保证时效性的基础上实现有效制动，就需要运用有针对性的计算方法将其中存在的不利影响因素消除。
二、模糊建模机车制动系统所发出的指令针对的对象并不具有稳定特点，并且其运行基础是建立在安全保障的作用层面上的，这就使得控制难度进一步增加，而应用以往的计算方式是无法对其压力变化进行精准控制的，因此这就需要选择具有高精准度的预测模型，本文中所提到的TS模型就是一种新型的预测模型，它能对计算结构进行高精准度的衡量及研究。
半挂汽车列车弯道行驶横向稳定性分析_宋年秀
第27卷 第2期2010年2月 公 路 交 通 科 技Journal of Highway and Transportation Research and DevelopmentVol .27 No .2 Feb .2010文章编号:1002-0268(2010)02-0133-05收稿日期:2009-04-18基金项目:国家高技术研究发展计划(八六三计划)资助项目(2009AA11Z215)作者简介:宋年秀(1964-),男,山东青岛人,博士研究生,教授,研究方向为汽车工程.(s ongnianxiu @ )半挂汽车列车弯道行驶横向稳定性分析宋年秀1,2,苏 建1,王东杰3,刘宏飞1(1.吉林大学 交通学院,吉林 长春 130025;2.青岛理工大学 汽车与交通学院,山东 青岛 266520;3.北京理工大学 机械与车辆工程学院,北京 100088)摘要:为了进一步研究半挂汽车列车弯道行驶横向稳定性,运用动力学理论以及虚拟样机仿真软件ADAMS ,建立了具有21自由度的半挂汽车列车虚拟样机,通过将稳态转向试验和转向盘角阶跃输入试验所得仿真结果与实车试验所得曲线相比较进行仿真模型的校验,分析了半挂汽车列车在弯道行驶极限工况下有关参数与时间的变化关系曲线,并分析极限工况所产生的原因。
关键词:汽车工程;横向稳定性;虚拟仿真;半挂汽车列车;弯道行驶中图分类号:U469.5 文献标识码:AAnalysis on Lateral Stability of Semi -trailer Train Running along a CurveSONG Nianxiu 1,2,SU Jian 1,WANG Dongjie 3,LI U Hongfei 1(1.College of Traffic ,Jilin University ,Changchun Jilin 130025,China ;2.School of Automobile and Transportation ,Qingdao Technological University ,Qingdao Shandong 266520,China ;3.School of M echanical and Vechicular En gineering ,Beijing Institute of Technology ,Beijing 100088,China )Abstract :In order to further study the lateral stability of semi -trailer train running along a curve ,the virtual pr ototype of semi -trailer train which has 21degrees of freedom was fabricated with the theor y of dynamics and the virtual prototype software ADAMS .The simulation results from steady -state steering tests and steering wheel angle step input tests were compared with the curves from the real vehicle tests for simulation model verification .The relations of the relative parameters with time of the semi -trailer train running along a cur ve under the ultimatecondition were analyzed .At the same time the reason of the ultimate case was also researched .Key words :automobile engineering ;lateral stability ;virtual simulation ;semi -trailer train ;r unning along a curve 0 前言随着我国经济的迅速发展以及高等级公路的快速建设,半挂汽车列车发挥着越来越重要的作用。
半挂汽车列车制动稳定性分析
由 于牵 引 车要 承 载 半 挂 车 的部 分 载 荷 ， 引 车 牵 的总轴 荷 并不 等 于 牵 引 车 的重 量 ， 并且 在 制 动时 ， 通
Ａ— — 空 载 牵 引 的 后 轴 荷 （ 包 括 半 挂 车 ） ， 不 与
牵 引 车重 量 之 比 ； Ａ —— 半 挂 车 车轴 静 载荷 与 半 挂 车重 量 之 比 ； ：
中 图 分 类 号 ：４ ９５ Ｏ 文 献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ：０４０２ （０２ ０ — ０．２ Ｕ ６ ． ．２ Ａ １０ —２６ ２０ ）３０ ３０ ０
Ｔｈ ａ ｉ ｔ ｂ ｌ ｙ Ａｎ ｌｓｓ ｏ ｅ ｉｔ ａ ｌｒ Ｔｒ ｉ ｅ Ｂｒ ｋ ｎｇ Ｓ ａ ｉｉ ａ ｙ ｉ ｆＳ ｍ －ｒ ｉｅ ａ ｎ ｔ
摘 要 ： 要 介 绍 确 定 半挂 汽 车 列 车在 制 动 过 程 中各 轴 制 动 力 的 方 法 ， 析 了 牵 引 连 接 装 置 支 承 中 心 到 主 分
前 轴 中心 距 离 对 各 轴 制 动 力 的影 响 ， 述 了最 佳 制 动 力 分 配 方 法 。 阐
关 键词 ： 挂 汽车 列车 半 制 动 稳 定性 分 析
半挂 车的 轴 距 可 由 最 小 转 弯 半 径 及 通 道 宽 度 来 确 定， 质心 高 度 相对 来 说 由于 轮 胎 半 径 的 限 制 变 化 也 不 会太 大 ； 因而 系 数 Ｄ 的大 小 对 于 列 车的 三轴 制 动 力 的影 响较 大 。对 某 一典 型 半 挂汽 车列 车采 用不 同
ｔｎ ｅ ｂ ｔ ｅ ｒ ｉ． ｉｃ ｅ ｉｅ ａ ｄ ｃ ｎｅ ｆｆｏ ｔａ ｉ ｓａ ａｙ ｅ Ｉ ａｓ ｒ ｓｎｔｔｅ ｍｅｈ ｄ ｏ ｐｉ ｌ ｒ ｋ ｎ ｏｃ ｌｏ ａ ｃ ｅｗｅ ｎ ｔａｌｈ ｔｈ ｄ ｖｃ ｎ ｅ ｔｒｏ ｒ ｎ ｘｓ ｉ ｎ ｌ ｚ ｄ． ｔ ｌｏ ｐ ｅｅ ｈ ｔｏ ｆｏ ｔ ｍａ ｂ ａ ｉ ｇ ｆｒｅ ａｌ ・
半挂汽车列车横摆模糊PID控制研究
、 ｌ ２ ＮＯ ３ ， － ． ． ｏ ３ Ｊｎ ２ １ ｕ ．０２
半 挂 汽 车 列 车横 摆模 糊 Ｐ Ｄ 控 制研 究 Ｉ
张 立 军 ， 李岳 忠
辽 Ｉ 大学 汽 车 交通 ｆ 学院 ，辽 ： 州 ： 啦 ｊ ． 程 ｊ锦 １ １０ ） ２０ １
摘
要 ：建 ，一 自由度 挂 汽 制 乍 模 ， 用 Ｍａ ａ／ｉ ｌ ｋ对 横 摆 角 速 发 、侧 向速 度 和 牵 引 角进 行 了 三 ｔ ｂＳｍｕｉ ｌ ｎ
Ｋｅ ｒ ｓ ｓ ｍｉｔ ｉ ｒ ｈ ｎ ｌ ｇ ｓ ｂ ｌ ｙ ｙ ｗ ｅ ｏ ｉ ； ｕ ｚ Ｉ ｓｍｕ ａ ｉ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｅ －ｒ ｌ ； ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｔ ； ａ ｖ ｌ ｃｔ ｆ ｚ ｙ Ｐ Ｄ； ｉ ｌｔ ａｅ ｎ ａ ｉ ｙ ｏ Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａ ｙ ａ ｃ ｍｏ ｅ ｆｓ ｍｉ ｒ ｉ ｒ ｗｉ ｈ ｅ ｅ ｒ ｅ ｆｆｅ ｄ ｍ ｓ ｅ ｔｂ ｉ ｅ ． ｈ ｄ ｎ ｍｉ ｄ ｌｏ ｅ — ａｌ ｔ ｔ ｒ ｅ ｄ ｇ ｅ ｓ ｏ ｅ ｏ ｗａ ｓａ ｌ ｈ ｄ Ｔ ｅ ｔ ｅ ｈ ｒ ｓ
０ 发 人们注 意 。操 纵稳 定性 不好 的通常 表现 为反 应 ｌ 巡 钝 、 穴去控 制 ，发生 折叠 失稳 、挂车 甩地 ，还 有 高速 时 的拉 车 发生蛇 形现象 。为进 ～ 步 改进操 纵 稳 定性性 能 ，学者对 其进 行 了有益 研究 【 １ 文 采ｊ １ 。本 ～ ｝ Ｊ 自 度 半挂车模 型 ， 以牵 引 车和 半挂年 沿 Ｙ轴侧 向力 、牵 引车横 摆 为 自由度并 应用模 糊 ＰＤ 智能控 Ｉ
ｓ ｌｔ ｎ ｏ ａ ｖ ｌｃｔ，ａｅａ ｅｏ ｉ ｎ ｌ ｎ ｌ ｒ ａｒｅ ｕ ｙｕ ｉｇＭａｌｂ Ｓｍｕｉｋ ｉ ａｉ ｓｆｒｙ ｗ ｅｏ ｉ ｌｔｒ ｌ ｌｃｔ ａ ｄｆ ｄａ ｇｅｗｅｅｃ ｒｉｄ ｏ ｔ ｓｎ ｔ ／ ｉ ｌ ， ｍｕ ｏ ｙ ｖ ｙ ｏ ｂ ａ ｎ
半挂汽车列车弯道行驶制动稳定性
第10卷 第1期2010年2月交通运输工程学报Journal of Traffic and Transportation EngineeringVol 110 No 11Feb.2010收稿日期:2009210205基金项目:国家863计划项目(2009AA11Z215)作者简介:宋年秀(19642),男,山东青岛人,青岛理工大学教授,吉林大学工学博士研究生,从事汽车检测与可靠性研究。
导师简介:苏 建(19542),男,吉林长春人,吉林大学教授。
文章编号:167121637(2010)0120050206半挂汽车列车弯道行驶制动稳定性宋年秀1,2,苏 建1,王东杰3,刘宏飞1,梁成江2,李世武1(11吉林大学交通学院,吉林长春 130025;21青岛理工大学汽车与交通学院,山东青岛 266520;31北京理工大学机械与车辆工程学院,北京 100081)摘 要:为了研究弯道行驶中制动工况对半挂汽车列车稳定性的影响,运用动力学理论与虚拟样机仿真软件ADAMS ,建立了具有21自由度的半挂汽车列车整车模型,分析了在弯道行驶极限工况下,半挂汽车列车折叠角、侧向加速度、横摆角速度、车速、轮速、轮胎侧偏角随时间的变化关系。
通过整车系统的稳态转向试验与阶跃试验,验证了模型具有较好的仿真精度。
仿真结果表明:转向后3s 实施制动,在3s 的时间内,牵引车侧向加速度变为0,横摆角速度达到极值33rad ・s -1后迅速减小,而半挂车侧向加速度达到极值4・s -2,横摆角速度逐渐减小为0;在制动过程中,牵引车后轴先抱死拖滑,由此引起半挂汽车列车发生折叠现象,从而导致弯道行驶制动稳定性降低。
关键词:汽车工程;半挂汽车列车;弯路行驶;制动稳定性;虚拟仿真中图分类号:U469.5 文献标志码:ABraking stability of tractor 2semitrailer running on curveSON G Nian 2xiu 1,2,SU Jian 1,W AN G Dong 2jie 3,L IU Hong 2fei 1,L IAN G Cheng 2jiang 2,L I Shi 2wu 1(1.School of Traffic ,Jilin University ,Changchun 130025,Jilin ,China ;2.School of Automobile and TrafficEngineering ,Qingdao Technological University ,Qingdao 266520,Shangdong ,China ;3.School of Mechanical and Vehicular Engineering ,Beijing Institute of Technology ,Beijing 100081,China )Abstract :In order to st udy t he effect of braking condition on t he stability of t ractor 2semit railer running on curve ,a whole vehicle model of t ractor 2semit railer wit h 21degrees of freedom was established by using dynamics t heory and virt ual p rototype simulation software ADAMS.The change relations of folding angle ,lateral acceleration ,yaw angle velocity ,vehicle speed ,wheel speed and tire side 2slip angle wit h time were analyzed when tractor 2semit railer ran on curve under t he ultimate condition.Through t he whole vehicle test of stable steering and step ,t he simulation accuracy of t he model was verified.Simulation result shows t hat when t ractor 2semit railer brakes after 3s of t urning ,in 3s ,t ractor πs lateral acceleration becomes 0,yaw angle velocity reaches ext reme value 33rad ・s -1,t hen decreases rapidly.While t railer πs lateral acceleration reaches ext reme value 4m ・s -2,and yaw angle velocity gradually decreases to 0.In t he braking process on curve ,tractor πs rear axle first locks and slip s ,t hus t he folding p henomenon of t ractor 2semit railer p robably happens ,which leads to t he reductio n of braking stability.1tab ,14figs ,11ref s.K ey w ords :automobile engineering ;t ractor 2semitrailer ;running on curve ;braking stability ;virt ual simulationAuthor resumes:SON G Nian2xiu(19632),male,professor,doctoral st udent,+862532286875860, songnianxiu@;SU Jian(19542),male,p rofessor,+862431285095506,sujian@.0 引 言半挂汽车列车在弯路行驶时,由于牵引车与挂车之间通过耦合连接且存在纵横交变的作用力,挂车轨迹会向牵引车转弯的内侧偏移,使得列车行驶通道加宽,严重时会刮碰弯道内侧的行人和车辆,造成事故。
基于模糊控制技术的汽车制动稳定性仿真研究
图 ５ 转 弯 制 动 仿 真 结 果
图 ６ 各 车 轮制 动器 制 动 力矩 变 化 曲 线
ａ ）汽车制 动轨 迹
ｔＳ ｜
采用 滑 移率 最优 控制 策略 制动 时各 车轮制 动 器 制动力 矩 变化 见 图 ６ 为 保持 最 大 制动 力 ， 车 ， 各
ｂ 汽车制动时偏移车道距离 ）
１和 图 ５ 制 动初 速度 为 １ ｓ表 １中数 据 为采 ， ５ｍ／ ．
４ 控 制 策 略和 控 制 模 式
根 据 图 １ 当轮 胎滑移 率值 位 于 Ｓ ， 。的左侧 时 ，
称 为稳 定 区 ， 时随着 滑移 率 的减小 ， 向力减 小 此 纵
而侧 向力增 大 ， 因此通 过 控 制 轮 胎 滑 移率 来 控 制 轮胎 纵 向力和 侧偏 力 的变 化 ， 而 满 足 汽 车行 驶 从
第 ３ ６ 汉理 工大 学学报 （ 通科学 与 工程版 ） 交
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＷ ｕ ａ ｉｅ ｓｔ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒ ａ ｏ ｈ ｎ Ｕｎ ｖ ｒｉｙ ｏ ｃ ｎ ｌｇ
（ ａ ｓ ｏ ｔｔ ｎ Ｓ ｉ ｃ Ｔｒｎ ｐ ｒ ｉ ｃ ｎ ｅ＆ Ｅ ｇｎ ｅｉｇ ａｏ ｅ ｎ ｉｅ ｒ ） ｎ
关 键 词 ： 车 ； 动 稳 定 性 ； 经 网 络 ； 糊 控 制 汽 制 神 模
中 图法 分 类 号 ： ６ ． Ｕ４ ３ ２ Ｄ Ｉ１ ． ９ ３ｊｉ ｎ １０ —８ ３ ２ １ ．２ ０ ２ ０ ： ０ ３ ６ ／．ｓ ． ０ ６ ２ ２ ． ０ ２ ０ ． ３ ｓ
汽车在 山区公 路 连 续 长 、 下 坡 转 弯路 段 或 大 急转 弯道 等较 复 杂 路面 上行 驶 过程 中 ， 进行 紧 若 急 制动 或装 载有 不 同重 量 的货 物 进 行 制 动 ， 易 容
半挂汽车列车弯道行驶工况下轴偏角对行驶稳定性影响的仿真分析
一３５一
·设计．计算．研究． 轴偏角的增大而减小。
当半挂车车轴向左偏斜时．半挂汽车列车的转向半 径比随轴偏角的增大而减小：当半挂车车轴向右偏 斜时．半挂汽车列车的转向半径比随轴偏角的增大 而增大。
车的转向特性以及转弯过程中的半挂汽车列车折 叠角。稳态转向特性试验对比分析结果如图３～图６ 所示。
侧向加速度，ｍ．ｓ＿２ 图３转向半径比一侧向加速度对比曲线
图４转向半径比一速度对比曲线
ｆ ≤ 征 蒯 据
侧向加速度／ｍ·Ｓ－２ 图５转弯折叠角一侧向加速度对比曲线
图２半挂汽车列车模型
３整车仿真模型的校验
32制动效能试验对比分析在制动效能试验的对比分析中实车试验和仿0908模型仿真结果实车试验结果2025303540侧向加速度ms2模型仿真结果实车试验结果35模型仿真结果实车试验结果速度ms111模型仿真结果实车试验结果速度ms1牵引车前悬418牵引车后悬97牵引车轴距83牵引销前置距65牵引座高度359牵引车质心高度24牵引车总宽49半挂车轴距1b21645半挂车轴距2b2236半挂车前悬914半挂车后悬81半挂车轮距83半挂车质心与牵引销距离45半挂车质心高度975半挂车总宽495设计计算研究34真试验的制动距离制动减速度和制动折叠角的对比结果分别如表2图7制动折叠角对比曲线分析表2可知实车制动距离和仿真制动距离有较好的一致性
实车具有很好的一致性．这在制动距离的对比中也
得到了证实。由图８叮看出，在制动过程中，实车的
制动折叠角与所建立半挂汽车列车模型的制动折叠
基于TruckSim与Simulink联合仿真的半挂汽车列车横向稳定性控制
性的影响。于志新等［７］建立了四自由度六轴重型半 挂汽车列车 动 力 学 模 型，提 出 了 一 种 基 于 线 性 二 次 型调节器的 最 优 控 制 策 略，并 采 用 单 侧 制 动 的 方 案 验证了对整车稳定性的有效提高。周淑文等［８］利用 ＡＤＡＭＳ／Ｃａｒ对半挂汽车列车进行了多体动力学建 模，采用牵引车横摆角速度跟踪控制和防侧倾控制， 并与 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ联合 仿 真，结 果 表 明 该 控 制 系 统 有 效 提高了半挂汽车列车高速紧急避障时的操纵和侧倾 稳定性。宋年秀等［９］基于 ＡＤＡＭＳ建立了２１自由 度半 挂 汽 车 列 车 模 型，分 析 了 折 叠 角、侧 向 加 速 度、 横摆角速度等参数在弯道行驶极限工况下随时间的 变化关系和半挂汽车列车转弯制动的稳定性。李臣 等［１０］利用 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 设 计 了 基 于 模 糊 控 制 的 转 弯 制 动控制策略，并与 ＴｒｕｃｋＳｉｍ 建立的半挂汽车列车动 力学模型进 行 联 合 仿 真，结 果 表 明 该 控 制 策 略 有 效
Ｓｉｍｕｌｉｎｋ线性四自由度六轴半挂汽车列车参考模型。提出了一种上层控制器，采用模糊 ＰＩＤ 分别单独控制牵引车和半挂车的
横摆角速度偏差，决策出各自的附加横摆力矩；下层控制器根据目标制动车轮规则及制动力矩优化分配规则，输出每个车轮所
需的制动力矩，并设计基于最优滑移率的滑模变结构控制，最后在低附着系数路面的条件下，分别选取双移线、鱼钩、方向盘角
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｌａｔｅｒａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｅｍｉｔｒａｉｌｅｒｉｎｌｏｗａｄｈｅｓｉｏｎｒｏａｄｓｕｒｆａｃｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅＴｒｕｃｋＳｉｍ ｎｏｎｌｉｎｅａｒｓｅｍｉ ｔｒａｉｌｅｒｍｏｄｅｌａｎｄＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋｌｉｎｅａｒｆｏｕｒｄｅｇｒｅｅｓｏｆｆｒｅｅｄｏｍ／ｓｉｘａｘｌｅｓｅｍｉｔｒａｉｌｅｒｒｅｆｅｒｅｎｃｅｍｏｄｅｌａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ａｎｄａｎ ｕｐｐｅｒｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｕｓｉｎｇｆｕｚｚｙＰＩＤｔｏｓｅｐａｒａｔｅｌｙｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｙａｗｖｅｌｏｃｉｔｙｄｅｖｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｒａｃｔｏｒａｎｄｔｈｅｓｅｍｉｔｒａｉｌｅｒｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ， ｗｈｉｃｈｃａｎｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｉｒａｄｄｉｔｉｏｎａｌｙａｗｉｎｇｍｏｍｅｎｔ．Ｔｈｅｌｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｉｓｕｔｉｌｉｚｅｄｔｏｏｕｔｐｕｔｔｈｅｂｒａｋｉｎｇｔｏｒｑｕｅｏｆｅａｃｈｗｈｅｅｌ ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔａｒｇｅｔｂｒａｋｉｎｇ ｗｈｅｅｌｒｕｌｅｓａｎｄｔｈｅｂｒａｋｉｎｇｔｏｒｑｕｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｌｌｏｃａｔｉｏｎｒｕｌｅｓ，ａｎｄｄｅｓｉｇｎｓｌｉｄｉｎｇ ｍｏｄｅｖａｒｉａｂｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｓｌｉｐｒａｔｉｏ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｌｏｗａｄｈｅｓｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｒｏａｄｓｕｒｆａｃｅ，ｔｈｅｃｏ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｂｙｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｓｅｌｅｃｔｉｎｇｔｈｅｔｈｒｅｅｃａｓｅｓｓｕｃｈａｓｔｈｅｄｏｕｂｌｅｌａｎｅｃｈａｎｇｅ，ｔｈｅｈｏｏｋ，ａｎｄｔｈｅｓｔｅｅｒｉｎｇｗｈｅｅｌ ａｎｇｌｅｓｔｅｐｉｎｐｕｔ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｌａｔｅｒａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅ ｓｅｍｉｔｒａｉｌｅｒｕｎｄｅｒｌｏｗａｄｈｅｓｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｒｏａｄｓｕｒｆａｃｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ａｖｏｉｄｉｎｇｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅｕｎｓｔａｂｌｅｐｈｅｎｏｍｅｎａｓｕｃｈａｓｓｉｄｅ ｓｌｉｐａｎｄｆｏｌｄｉｎｇ． 犓犲狔狑狅狉犱狊：ｖｅｈｉｃｌｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｓｅｍｉｔｒａｉｌｅｒ；ｃｏｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｆｕｚｚｙＰＩＤ；ｌｏｗａｄｈｅｓｉｏｎｒｏａｄ；ｌａｔｅｒａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ
半挂牵引列车制动协调性问题及解决方法
半挂牵引列车制动协调性问题及解决方法摘要：半挂牵引列车在运行过程中存在制动不协调的问题，导致制动性能下降和安全风险增加。
本文通过对半挂牵引列车制动协调性问题的分析，提出了传统阀组改进方案和电子控制技术方案两种解决方法，以期提高半挂牵引列车的制动协调性和安全性。
关键词：半挂牵引列车；制动协调性；阀组改进；电子控制技术。
正文：半挂牵引列车是一种重要的运输工具，广泛应用于货物运输和物流配送等领域。
然而，半挂牵引列车在运行过程中常常出现制动不协调的问题，主要表现在一侧车轮制动紧，另一侧车轮制动松的情况。
这种情况会导致半挂牵引列车制动性能下降，行驶不稳定，并增加事故风险。
针对这一问题，我们提出了传统阀组改进方案和电子控制技术方案两种解决方法。
传统阀组改进方案：传统的阀组主要是以机械方式进行控制，容易出现控制不准确、反应迟缓等问题。
为此，可以对阀组进行改进，增加快速启动功能，减少制动误差。
具体措施包括：1. 更换带有快速启动功能的阀芯，以确保制动器快速启动。
2. 在制动系统中增加调节阀，实现制动力的精准调节和协调。
3. 在车辆前部和后部分别安装压力传感器和转速传感器，实现前后刹车和左右刹车的协调控制。
通过这些改进措施，可以有效提高半挂牵引列车的制动协调性和安全性。
电子控制技术方案：电子控制技术被广泛应用于现代汽车制动系统中，可以实现制动控制的精准、高效和快速。
对于半挂牵引列车制动不协调的问题，我们可以应用电子控制技术进行解决。
具体措施包括：1. 配备智能制动控制系统，通过电子方式实现对制动力的控制和调节。
2. 在车辆前、后和左、右位置设置传感器，实现对车辆行驶状态、位移和转速等信息的实时监测和反馈。
3. 对传感器采集的信息进行处理和分析，并通过数据传输和通讯网络进行控制信号的传输和接收。
通过以上措施，可以实现半挂牵引列车制动协调性的提高，确保安全、稳定、高效的运输过程。
总之，半挂牵引列车制动不协调问题是一个重要的技术难点，需要采取有效的技术措施进行解决。
基于LQR的重型半挂汽车列车稳定性控制策略_于志新
此时 , 存在式(7)
vy2 =-v y co s q+v x sin q +(c -
a)﹒ψco s q +(﹒ψ+γ)d
(7)
当 q 取很小值时 , 简化式(7)并两边求导 , 得
(1 .State K ey L abo ra to ry of A utomobile Dynamic Simula tion , Jilin U niver sity , Changchun 130025, Jilin, China ; 2.Schoo l o f M echat ronic Eng ineering , Chang chun U niver sity o f T echno log y , Changchun 130012, Jilin, China)
A= u
-d M2
J2 -d(a -c -d )M2
2
J2 +d M20·00 Nhomakorabea0
1
6
∑ -
Ci
i =1
6
∑2 (l iCi )-(M1 +M2 )u i =1
3
∑ (fiC j )
i =1 j =i+3
6
∑ u
Ci
i =4
6
∑ (liCi )
i =1
6
∑2
2
-
(li Ci )+l7 u M2
i =1
1 半挂汽车列车参考模型
本文中遵照 ISO 建立某 6 轴半挂汽车 列车的 车辆坐标系 , 包括牵引车的 1 个转向轴和 2 个驱动轴 及半挂车的 3 个车轴 , 如图 1 所示 , 其主要运动参数 和姿态参数为 :横摆角 ψ、横摆角速度 r 、侧向加速度 ay 和牵引车与半挂车的铰接角 q 及铰接角速度 γ[ 5] 。
牵引车-半挂车列车转向稳定性分析
牵引车-半挂车列车转向稳定性分析关志伟;王新建;郑明锋【摘要】研究了3种用于判别牵引车-半挂车列车稳态转向特性的方法:线性系统稳态转向特性的判别方法、基于动力学仿真的非线性系统稳态转向特性的判别方法、能量相平面判别方法.运用这3种方法分别对某一牵引车-半挂车列车的稳态转向特性进行了判别.结果表明,3种方法相互补充,可以更全面地判别牵引车-半挂车列车的稳态转向特性.%Three methods used to extinguish steady-state steering characteristic of tractor-semitrailer combination vehicle are studied in the paper which include the method of linear system steady-state steering characteristic, the method of non-linear system steady-state steering characteristic based on dynamic simulation, and the method of energy phase plane. The three methods are used to extinguish the steady -state steering characteristic of a tractor -semitrailer combination vehicle separately. The results show that the three methods are complementary, can be used to extinguish the steady-state steering characteristic oftractor-semitrailer combination vehicle in a more comprehensive way.【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2011(000)006【总页数】5页(P41-45)【关键词】牵引车-半挂车列车;转向稳态性;分析【作者】关志伟;王新建;郑明锋【作者单位】天津职业技术师范大学;天津职业技术师范大学;天津职业技术师范大学【正文语种】中文【中图分类】U461.61 前言从动力学系统的角度来看，牵引车-半挂车列车和普通汽车相比有很大差别，由于牵引车和半挂车之间的相互影响，其操纵稳定性比单独使用牵引车复杂得多。
用模糊逻辑控制(ABS)系统改善制动性能和方向稳定性
用模糊逻辑控制(ABS)系统改善制动性能和方向稳定性Yigit Yazicioglu;Y.Samim Unlusoy
【期刊名称】《传动技术》
【年(卷),期】2010(024)004
【摘要】ABS系统设计了一简单有效的模糊逻辑控制,可改善汽车制动时的制动性能,以及在均匀和不均匀(μ-分离表面)的摩擦表面上的转向制动的机动性.该系统由前后两工作控制器组成.第一控制器工作于纵向滑动,第二控制器负责车辆侧向滑动控制.在非线性轮胎特性的四轮非线性车辆模型上实行模糊逻辑控制.同时与没有模糊逻辑控制ABS系统的车辆模型比较,评估控制器性能.
【总页数】11页(P13-22,36)
【作者】Yigit Yazicioglu;Y.Samim Unlusoy
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】U463.31
【相关文献】
1.装有防抱死制动系统(ABS)车辆的制动性能检测 [J], 温金中
2.ABS对汽车制动性能的改善及其制动力的检测 [J], 黄明
3.改善农用运输车制动方向稳定性的探讨 [J], 秦志敏;赵群
4.汽车起重机制动时方向稳定性及其ABS模糊控制研究 [J], 王润琪;尹鹏;周永军
5.国家客车质量监督检验中心已研制出性能可靠的ABS(制动防抱死系统)试验装置CVTC-ABS [J],
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基于模糊控制的重型车辆侧倾稳定性分析
基于模糊控制的重型车辆侧倾稳定性分析摘要：重型车辆侧倾稳定性一直是汽车工程中的一个核心问题。
本文基于模糊控制理论，研究了重型车辆侧倾稳定性的分析。
首先，对于重型车辆的运动模型进行了简要介绍，然后分析了车辆侧倾的成因和危害。
接着，提出了一种基于模糊控制的重型车辆侧倾稳定性控制方法，该方法可以有效地提高车辆的侧倾稳定性。
最后，通过仿真实验验证了该控制方法的有效性。
关键词：重型车辆侧倾稳定性；模糊控制；运动模型；侧倾成因和危害；仿真实验正文：一、引言重型车辆是现代物流运输中的主力军之一，特别是在运输大型物件或长距离运输的过程中，存在着一些非常困难的问题，其中最重要的问题就是车辆侧倾。
车辆侧倾是指车辆在转弯或行驶过程中，车身出现倾斜现象，如果控制不当，会导致严重的交通事故。
因此，提高重型车辆的侧倾稳定性已成为汽车工程领域的一个重要研究方向。
二、重型车辆运动模型重型车辆运动模型是研究重型车辆侧倾稳定性的基础。
在一般情况下，车辆运动模型包括车辆的运动学模型和动力学模型两部分。
其中，运动学模型描述了车辆的运动状态，如位置、速度、加速度等；动力学模型描述了车辆在外部作用下的运动规律，如力、力矩、加速度等。
三、车辆侧倾成因和危害对于重型车辆侧倾稳定性的研究，首先需要分析车辆侧倾的成因和危害。
车辆侧倾基本上是由重心偏移和侧向力的作用引起的。
侧向力是指车辆转弯或行驶过程中，路面产生的侧向力对车辆所产生的撑托力的作用。
当侧向力超过撑托力时，车辆就会倾斜，产生侧倾现象。
车辆的侧倾不仅会影响行驶的稳定性，还会导致车辆翻车等意外情况的发生。
四、基于模糊控制的车辆侧倾稳定性控制方法目前，关于重型车辆侧倾稳定性控制有很多研究，其中基于模糊控制的方法是常用的一种。
该方法利用模糊控制的优点，对车辆侧倾进行控制，以提高车辆的侧倾稳定性。
模糊控制通过对零点和增益等参数进行适当的调节，使车辆的转向灵敏度达到最佳值，并在加速、刹车等各种情况下保持车辆的侧倾稳定性。
半挂汽车列车转弯制动稳定性模糊控制
０
引言
辆。我国牵引车和半挂车当前采用的独立生产和管 理运营模式，难以保证二者性能匹配的合理性和运
行的安全性，尤其是半挂汽车列车在转弯行驶和制
半挂汽车列车凭借整备质量小、运输效率高、 运输成本低等优点，已逐渐成为道路货运的主流车
动时，常出现折叠、甩尾等危险现象，增加了发生
收稿日期：２０１４—０２—２６ 基金项目：交通运输部科技项目（２０１１３１８２２３４５０）；中央级公益性科研所基本科研业务费专项资金项目（２０１４—９０１３） 作者简介：李臣（１９８１一），男，山东寿光人，博士，助理研究员．（ｃ．ｔｉ＠ｒｉｏｈ．ｃｎ）
生的边界压力，一般为０．４８ ＭＰａ；ｒ，为制动气室气
‰‰＝石：丽，
ｏｒｔ＂柚＝石了ｉ孑，
（７）
式中，盯ｔｏｔ．。为联合侧滑角；盯ｘ＝一若≮；盯ｒ＝舞墨；
，ｃ为轮胎纵向滑移率；ａ为轮胎侧偏角。 通过侧滑峰值系数得到规范联合侧滑角：
（８）
压从０增加至Ｐ。的时间，此过程不产生制动力矩；
下：为制动气室气压从Ｐ。。增加至制动气室最大压力
李 臣１’２…，李兴虎１’２，晋
杰１’２
（１．交通运输部公路科学研究院，北京１０００８８；２．运输车辆运行安全技术交通行业重点实验室，北京１０００８８； ３．北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京１００１９１） 摘要：针对半挂汽车列车转弯制动时易发生折叠等危险工况的现象，采用Ｔｒｕｃｋｓｉｍ和Ｓｉｍｕｌｉｎｋ联合仿真的方法，建 立了半挂汽车列车转弯制动的动力学模型，并利用实车道路试验数据验证了模型的准确性。设计了半挂汽车列车转 弯制动稳定性的控制器和模糊控制策略，并选择高、中、低三种附着系数路面对模糊控制策略和传统逻辑门限控制 策略的效果进行了对比分析。结果表明：半挂汽车列车在三种附着系数路面上转弯制动时，模糊控制比逻辑门限控 制在车辆制动稳定性能上有所改善，可有效地缩短制动距离和预防折叠现象的发生。 关键词：汽车工程；半挂汽车列车；Ｔｒｕｃｋｓｉｍ；Ｓｉｍｕｌｉｎｋ；联合仿真；转弯制动；模糊控制 中图分类号：Ｕ４６１．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２—０２６８（２０１４）１１—０１４７—０６
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表１半挂汽车列车参数
Ｔａｂ．１ Ｆｉｇ．１
图１车轮主销定位示意图
Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ
ｄｉａｇｒａｍ
ｏｆ ｗｈｅｅｌ ｋｉｎｇｐｉｎ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ
模型左、右车轮定位参数相同，如表２所示。
表２车轮主销定位参数
Ｔａｂ．２
Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｗｈｅｅｌ ｋｉｎｇｐｉｎ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ 数值
Ｊ ２Ｕ
，＝Ｏ，１，２；％曲为车轮切向速度；Ｐ。。为制动气室内
ｆ％巩叫‰喝’㈢川２，
ｋ＝Ｆ如叫ｋ蹦（笔）２
ｆ８Ⅵ‘０ｗ，‘＜１。 盯ｔ：“＞１
Ｌ占＝１
气体的最大压力。
１．３悬架系统 半挂汽车列车悬架系统以钢板弹簧为主。钢板 向力。
式中，Ｆ二为修正的轮胎纵向力；Ｆ品为修正的轮胎侧
万方数据
１４８
公路交通科技
１．１ Ｂｒａｋｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ，
第３１卷
交通事故的可能性¨。ｊ。
转向系统 转向系统的运动学特性分为从转向盘到转向器
汽车防抱死制动系统（Ａｎｔｉｌｏｃｋ
ＡＢＳ）的应用，在一定程度上可提高半挂汽车列车
和从转向器到转向轮两部分。其中，第一部分近似 用线性系统表达，名义角转向比为／７，。；第二部分通 过梯形臂和横拉杆等进行非线性传递，使得传递到 左右轮的传动比不同。 设传递到左、右轮的传动比分别为ｒｔ；，和ｒｔ露，则
生的边界压力，一般为０．４８ ＭＰａ；ｒ，为制动气室气
‰‰＝石：丽，
ｏｒｔ＂柚＝石了ｉ孑，
（７）
式中，盯ｔｏｔ．。为联合侧滑角；盯ｘ＝一若≮；盯ｒ＝舞墨；
，ｃ为轮胎纵向滑移率；ａ为轮胎侧偏角。 通过侧滑峰值系数得到规范联合侧滑角：
（８）
压从０增加至Ｐ。的时间，此过程不产生制动力矩；
下：为制动气室气压从Ｐ。。增加至制动气室最大压力
Ｆｕｚｚｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｔｒａｃｔｏｒ。ｓｅｍｉｔｒａｉｌｅｒ Ｃｏｒｎｅｒｉｎｇ Ｂｒａｋｉｎｇ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ
ＬＩ Ｃｈｅｎｌ，２”，ＬＩ Ｘｉｎｇ—ｈｕｌ一，ＪＩＮ
Ｊｉｅｌ’２
（１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｈｉ【ｇｈｗａｙ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８８，Ｃｈｉｎａ；
式中，盯ｔ：ｔａｌ为规范联合侧滑角；盯；＝责兰；盯；＝
半Ｌ；矿～为最大纵向力对应的滑移率；盯№为最
ｕ Ｙｍａｘ
Ｐ。。的时间；ｒ，为制动气室气压下降至０的时间。 踏板管路系统压力也用一阶微分方程表达，即：
ｌ
ｐ。＝÷（Ｐ耐一Ｐ。），
’Ｊ ｔ
（４）
大侧向力对应的侧偏角。 由此得到当量滑移率和当量侧偏角：
。，一 Ｋ
第３１卷第１１期 ２０１４年１１月
公路交通科技
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｉｇｈｗａｙ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ＶｏＬ ３ｌ
ＮＯ．１１
ＮＯＶ．２０１４
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—０２６８．２０１４．１ １．０２４
半挂汽车列车转弯制动稳定性模糊控制
２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｓａｆｅｔｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｏｎ
Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８８，Ｃｈｉｎａ；
３．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｈａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９１，Ｃｈｉｎａ）
ｕｓｉｎｇ Ｔｒｕｃｋｓｉｍ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ ＣＯ—ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｔｅｓｔｅｄ ａｎｄ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｖ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｏｕｔｐｕｔ ｗｉｔｈ ｄａｔａ ｏｆ ｔｒａｃｔｏｒ－ｓｅｍｉｔｒａｉｌｅｒ ｒｏａｄ ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｕｚｚｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ
１００ ７．２ Ｏ ５．２
参数 侧偏距／ｒａｍ 主销内倾角／（。） 纵偏距／ｒａｍ 主销后倾角／（。）
Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｒａｃｔｏｒ－ｓｅｍｉｔｒａｉｌｅｒ
１．２制动系统 制动系统模型主要表达从驾驶员脚踩制动踏板
到制动力矩产生的过程。制动气室压力建模用一阶 微分方程表达，气压变化率与制动踏板管路中的气
ｔｏ
ｔｈａｔ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ ａｄｏｐｔｉｎｇ
ｌｏｇｉｃ
ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｏｒｍｅｒ
ｃａｎ
ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｓｈｏｒｔｅｎ
ｂｒａｋｉｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｐｒｅｖｅｎｔ ｆｏｌｄｉｎｇ ｏｆ ｔｒａｃｔｏｒ—ｓｅｍｉｔｒａｉｌｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｔｒａｃｔｏｒ—ｓｅｍｉｔｒａｉｌｅｒ；Ｔｒｕｅｋｓｉｍ；Ｓｉｍｕｌｉｎｋ；ｃｏ—ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｃｏｒｎｅｒｉｎｇ ｂｒａｋｉｎｇ；ｆｕｚｚｙ ｃｏｎｔｒｏｌ
０
引言
辆。我国牵引车和半挂车当前采用的独立生产和管 理运营模式，难以保证二者性能匹配的合理性和运
行的安全性，尤其是半挂汽车列车在转弯行驶和制
半挂汽车列车凭借整备质量小、运输效率高、 运输成本低等优点，已逐渐成为道路货运的主流车
动时，常出现折叠、甩尾等危险现象，增加了发生
收稿日期：２０１４—０２—２６ 基金项目：交通运输部科技项目（２０１１３１８２２３４５０）；中央级公益性科研所基本科研业务费专项资金项目（２０１４—９０１３） 作者简介：李臣（１９８１一），男，山东寿光人，博士，助理研究员．（ｃ．ｔｉ＠ｒｉｏｈ．ｃｎ）
１
式中，最为车轮转角；秽。为转向盘角输入；６。ｉ为左
右轮的弹性运动学特性；丝ｉ为车轮回正力矩；Ｆｙ。为
车轮侧向力。
通过主销内倾角、主销后倾角、纵偏距和侧偏 距四个参数定位主销，如图１所示。
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半挂汽车列车整车模型
侧偏距
纵偏距
本文以某６×４型牵引车和三轴厢式半挂车组成 的六轴半挂汽车列车为控制车型，采用Ｔｒｕｃｋｓｉｍ搭 建了半挂汽车列车转弯制动非线性整车模型¨０【，并 定义了牵引车和半挂车各自的系统结构及其相关性
性控制具有重要意义。
Hale Waihona Puke （１）式中，ｎ。ｉ为从转向盘到左、右转向轮的转向比；ｎ酊
为传递到左、右轮的传动比；江ｌ，２，分别代表左
轮和右轮（下同）。 左、右轮的转角由转向系统运动学特性和弹性
国外学者自２０世纪２０年代以来，在汽车列车 的操纵稳定性和制动稳定性方面开展了研究。近年 来，国外学者开始研究车轮独立制动控制对提高半
李 臣１’２…，李兴虎１’２，晋
杰１’２
（１．交通运输部公路科学研究院，北京１０００８８；２．运输车辆运行安全技术交通行业重点实验室，北京１０００８８； ３．北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京１００１９１） 摘要：针对半挂汽车列车转弯制动时易发生折叠等危险工况的现象，采用Ｔｒｕｃｋｓｉｍ和Ｓｉｍｕｌｉｎｋ联合仿真的方法，建 立了半挂汽车列车转弯制动的动力学模型，并利用实车道路试验数据验证了模型的准确性。设计了半挂汽车列车转 弯制动稳定性的控制器和模糊控制策略，并选择高、中、低三种附着系数路面对模糊控制策略和传统逻辑门限控制 策略的效果进行了对比分析。结果表明：半挂汽车列车在三种附着系数路面上转弯制动时，模糊控制比逻辑门限控 制在车辆制动稳定性能上有所改善，可有效地缩短制动距离和预防折叠现象的发生。 关键词：汽车工程；半挂汽车列车；Ｔｒｕｃｋｓｉｍ；Ｓｉｍｕｌｉｎｋ；联合仿真；转弯制动；模糊控制 中图分类号：Ｕ４６１．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２—０２６８（２０１４）１１—０１４７—０６
转向系统总的传动比为：
／－ｔｐ。＝乃。‘，ｚ ｇＩ，
的制动稳定性。现有的ＡＢＳ通常考虑如何防止车轮 抱死以及车辆的制动效率，较少考虑在复杂工况下 车辆的稳定性问题，如半挂汽车列车在弯道制动时 由于载荷转移的影响，制动过程中各车轮上的法向
载荷变化很大，导致车轮上的制动力和侧向力变化
很大，使得半挂汽车列车转弯制动时产生较大的横 摆力矩，造成折叠等现象Ｈ Ｊ。因此，从提高半挂汽 车列车运营安全的角度出发，研究其弯道制动稳定
挂汽车列车横向稳定性的影响Ｈ‘７ｊ。国内对半挂汽
运动学特性决定，该转角可以表达为¨１１： 挽＝Ｚ＿２＿ｓ＋６。。（丝。，Ｆ，。），
，０ｐｉ
（２）
车列车制动性能的研究起步较晚，主要围绕汽车列 车弯道制动性能、各轴制动力分配对制动性能的影 响和汽车列车的优化设计等方面开展了研究¨‘９ Ｊ。 本文在前期对半挂汽车列车转弯制动失稳影响 因素和实车道路试验方法研究的基础上，对半挂汽 车列车转弯制动方向稳定性控制问题进行研究。以 滑移率为控制目标，通过模糊控制，实现半挂汽车 列车非线性特性和路况变化条件下的智能控制；探 讨Ｔｒｕｃｋｓｉｍ和Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的联合仿真问题，在 Ｔｒｕｃｋｓｉｍ中建立半挂汽车列车转弯制动的整车仿真 模型，在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中设计模糊控制策略，通过联合 仿真实现对控制策略的验证。
相似理论得到的轮胎侧向力；Ｆｘ为轮胎纵向力；Ｆ，为
轮胎侧向力；Ｆｚ为轮胎垂直载荷；／－ｔｏ为实测轮胎摩擦
式中，瓦为可获得的制动力矩；Ｐ。为扭矩收敛点处
的压力；Ｃｉ为制动压力系数，ｉ＝０，１，２；ＴｂＰ。为Ｐ。
处的平均扭矩，‰＝∑Ｃｉ（Ｐ。）ｉ；当Ｐ。≤Ｐ呻时，