建立了中置轴汽车列车4自由度参考模型及多自由度非线性仿真模型,并通过单移线实车试验验证了模型的正确性。利用模糊控制和PID控制方法建立了中置轴汽车列车横摆力偶矩控制(DYC)模型,通过TrukSim及Simulink建立了联合仿真平台,并进行不同附着系数路面上单移线仿真。仿真结果表明,施加DYC后,列车低附着系数路面横摆角速度后部放大系数和质心侧偏角后部放大系数分别减小26.5%、29.9%,最大铰接角速度减小18.4%,大幅改善了中置轴汽车列车的操纵稳定性,降低了折叠事故发生的可能性。 2017年第5期主动控制技术确保其运行安全[4~6]。2模型建立2.1参考模型建立根据汽车动力学理论，对中置轴汽车列车进行简化。不考虑俯仰运动、侧倾运动及各向载荷转移，不考虑牵引销（环）处的垂直载荷及阻尼，假设轮胎侧偏特性处于线性区域，中置轴挂车双轴相距很近，可以简化为单轴，忽略空气阻力及滚动阻力，得到中置轴汽车列车单轨4自由度模型，如图1所示。图1中置轴汽车列车单轨模型相比于普通半挂汽车，中置轴汽车列车的铰接点位于牵引车后桥之后，铰接点处垂直载荷很小，可以忽略除纵向力、侧向力以外的各向力和力矩，则牵引销处受力对整车横摆运动产生的力矩为FAy（b1+c）直接横摆力偶矩控制-电动液压滚圆机滚弧机张家港数控滚圆机滚弧机折弯机，其对牵引车横摆运动产生的影响较半挂车大很多。因此，牵引车横摆运动方程为：Iz1r1=Fy1a1cosδ-Fy2b1+FAy(b)1+c（1）中置轴挂车的另一个特点是其质心靠近车轴处本文由张家港弯管机网站

转载中国知网整理!www.wangaunjimuju.net，牵引销处承载的垂直载荷比半挂车小得多，因此，中置轴挂车的横摆运动方程为：Iz2r2=FTya2-Fy3b2（2）牵引车、中置轴挂车侧向运动方程为：m1u1(r)1+β1=Fy1+Fy2-FAy（3）m2u2(r)2+β2=Fy3+FTy（4）式中，r1、r2分别为牵引车和挂车的横摆角速度；m1、m2分别为牵引车和挂车的质量；u1、u2分别为牵引车和挂车的纵向速度；Iz1、Iz2分别为牵引车和挂车绕Z轴的转动惯量；a1、b1分别为牵引车质心到前轴和后轴的距离；a2、b2分别为中置轴挂车质心到牵引环和车轴的距离；Fy1、Fy2、Fy3分别为第1轴、第2轴、第3轴车轮的侧向力；FAy、FTy分别为牵引销和牵引环所受的侧向力；c为牵引销到牵引?2017年第5期（d）牵引车侧倾角（e）挂车侧倾角图3试验与仿真结果4横摆力偶矩控制策略中置轴汽车列车横摆力偶矩控制（DirectYawmomentControl，DYC）原理如图4所示。设计原则是使牵引车横摆角速度跟随参考值，同时尽量降低铰接角速度以减小后部放大系数。采用模糊控制的方法动态调节DYC介入的门限。通过PID控制器计算所需制动力矩，并结合控制门限值最终确定实际输出制动力矩。通过制动力分配策略，控制列车某车轮进行制动（忽略侧向力的影响），以提供相应的横摆力偶矩，改善汽车列车的行驶稳定性。联合仿真顶层模型如图5所示。图4横摆力偶矩控制原理4.1基于模糊控制的DYC介入门限策略在不同车速、路面附着条件、车轮转角速度条件下，DYC介入的时机应不同[8]。本文利用模糊控制器，设计了不同工况下的DYC介入门限。控制器的输入信号为车速u、路面附着系数μ、车轮转角速率δ，输出值为横摆角速度偏差门限Tr和铰接角速度门限TΔφ。当实际横摆角速度与参考横摆角速度偏差大于Tr或铰接角速度大于TΔφ时，控制系统介入。图5联合仿真顶层模型u的基本论域为[0,100]，量化因子取100。μ的基本论域为[0,1]，量化因子取1。δ的基本论域为[0,2.5]，量化因子取2.5。Tr的基本论域为[0,0.05]，比例因子取0.05。TΔφ的基本论域为[0,0.03]，比例因子取0.03。模糊控制器输入、输出变量隶属度函数及模糊集合如图6所示，模糊规则如表2所示。4.2PID制动力矩计算模型PID控制通过调节相关参数可以实现对目标对象良好的跟踪。汽车DYC通常以稳态横摆角速度响应作为跟踪对象。对于中置轴汽车列车而言，还应尽量减小铰接角速度，以降低后部放大系数，避免折叠事故，保持列车的稳定性。因此，本文选取直接横摆力偶矩控制-电动液压滚圆机滚弧机张家港数控滚圆机滚弧机折弯机本文由张家港弯管机网站 转载中国知网整理!www.wangaunjimuju.net