!!!半挂式汽车列车的主动侧倾仿真分析

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1、万方数据第10卷第6期2008年11月军事交通学院学报JounrnalofAcademyofMilitaryTransportationVoL10No．6November2008●军用车辆工程MilitaryVehicleEngineering半挂式汽车列车的主动侧倾仿真分析李庆军1，冯向敏2，朱愿1，曹亚娟1，张英锋1(1．军事交通学院汽车工程系，天津300161；2．泛亚汽车技术中心，上海201201)摘要：针对半挂汽车列车的侧倾稳定性，建立半挂汽车列车的仿真模型，并对采用主动侧倾控制的半挂汽车列车进行仿真分

2、析。分析结果表明，采用主动控制可以大幅提高半挂汽车列车的行驶安全性。关键词：半挂汽车列车；侧倾稳定性；仿真中图分类号：U270．32文献标志码：A文章编号：1674—2192(2008)06—0043-06SimulationAnalysisofTractorSemi——trailer§AutomobileRollStability12Qing—junl，FENGXiang—min2，ZHUYuanl，CAOYa—juanl，ZHANGYing—fen91(1．AutomobileEngineeringDepar

3、tment，AcadmeyofMilitaryTransportation，Tianjin300161，China；2．FanYaAotomotiveTechnicalCenter，Shanghai201201，China)Abstract：Aimingattherollstabilityofsemi—trailerautomobile，thispaperbuildsartificialmodelandcarriesoutsimulationanalysisbasedonrollstabilitycontr01．

4、Theanalyticalresultshowsthatactiverollcontrolsystemcanimprovedrivings如tyofsemi—trailerau·tomobilegreatly．Keywords：semi—trailerautomobile；rollstability；simulation随着我军作战指挥和后勤保障的现代化，对运输车辆的要求也越来越高。半挂式汽车列车以装载量大、运输成本低，具有甩挂运输、区段运输、滚装运输等优点，在部队中的应用也越来越广。部队将半挂式汽车列车作为坦克

5、、火炮、工程机械等军用重型装备陆地机动的重要武器装备之一⋯。由于牵引车车架的自身柔性容易隔离驾驶员对挂车侧倾运动的感知，驾驶员在挂车出现侧翻迹象时不能做出正确的响应。因此，半挂式汽车列车侧翻事故带来的损失和伤害也比较大旧1。本文以线性二次型最优控制方法建立了装有主动侧倾控制的半挂式汽车列车的仿真模型，计算结果表明主动侧倾控制系统大幅提高了半挂式汽车列车的行驶安全性。1牵引车半挂车动力学建模对于重型车的侧倾性能和操作性能来说，俯收稿日期：2008—06—03；修回日期：2008—08—20．作者简介：李庆军(197

6、8一)，男(汉族)，山东成武人，助教，硕士仰和弹跳运动对其影响有限，因此在建立研究侧倾和操纵性的模型时，可以忽略。同时，空气动力学输入(如风扰)和路面输入(如沟坎)也不予考虑。模型分别用同定于牵引车和半挂式的SAE坐标系(菇’，Y7，名’)来描述，如图1所示。图1描述车辆联结运动学约束的坐标系统以静止时的质心铅垂线与侧倾轴(前后侧倾43万方数据第10卷第6期军事交通学院学报2008年11月中心连线)的交点为原点，戈7轴平行于地面指向车辆前进方向，用其近似代替侧倾轴；)，’轴平行于地面指向汽车右侧；根据右手定则，z

7、’轴垂直于地面方向向下。在将前轮转角(方向盘转角)看作已知输入时，汽车的运动状态可以用下列广义坐标来表示：航向角妒、质心侧偏角口、车身侧倾角中、车轴侧倾角①。。半挂汽车列车的线性模型考虑牵引车单元和半挂车单元之间通过联结相互作用的力和力矩，并用第5轮联结的运动学约束方程将两车联立起来。模型有8个自由度，其中5个是牵引车单元的自由度(横摆角速度、质心侧偏角、簧载质量侧倾角、转向轴侧倾角、驱动轴侧倾角)，3个分别是牵引车和半挂车之间的铰接角、挂车簧载质量侧倾角、挂车车轴组的侧倾角自由度。铰接点的速度向量％可以根据牵引

8、车单元和半挂车单元分别列出(分别采用2个单元车辆自身的坐标系)耽，。=访。+[昭。一(r，一h。．。)毒。+b，，。1／11]7。Vo，2=访2+[昭：一(r2一h“2)参：+6r，2畋]72联结处的运动学约束方程为卢。一卢：一羔三掣匆。+!掣匆：+等蛾一等畋+职一败：o(1)式中：附加的力和力矩(F，为联结处的横向力；(r：一^。工：)■，(r。一hv，，)F，为横向联