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基于差动制动的汽车拖车组合系统动态稳定性滑模控制

2021-08-06赵子乾殷国栋孙蓓蓓吴建华

东南大学学报(自然科学版) 2021年4期

赵子乾 张 宁 殷国栋 孙蓓蓓 吴建华

(东南大学机械工程学院, 南京 211189)

汽车拖车组合系统(car-trailer combinations,CTC)的车身摆振现象是车辆动力学领域的难点问题,表现为牵引车、拖车分别或者同时发生周期性的横摆运动,且随时间发散直至失稳的现象.

对于CTC动态稳定性研究已经形成比较成熟的体系.Kurtz等[1]早在1977年提出了3种摆振形式:牵引车摆振、拖车摆振和两车身同时摆振.Kharrazi等[2]对于后向放大效应进行了研究,发现牵引车的横摆角速度和侧向速度会随着铰接点的传递增加,表现为拖车的横向运动幅值常常大于牵引车的幅值.Zhang等[3]建立了较为完整的动力学模型,并从时频域角度对摆振现象进行了深入分析,随后又设计了一种基于车辆横摆角速度的建模方法来模拟道路试验中观测到的谐波效应[4].杨秀建等[5]结合不足转向梯度和系统阻尼特性探讨了极限工况下的CTC失稳机制,认为稳定性控制目标应为牵引车横摆角速度和挂车侧偏角.

目前对于CTC的稳定性控制研究尚不成熟.Hac等[6]提出了稳定性控制的2种思路:同步制动降低车速和差动制动控制横摆运动.其中,差动制动控制横摆运动的方法更具有主动性,与同步制动降低车速方法相比具备响应快、收敛迅速的特点.Vempaty等[7]指出,对于CTC横向稳定性控制,差动制动、主动转向和主动侧倾控制均可提高系统稳定性,但由于参数不确定和非线性,控制方法和执行器作用方式仍需要进一步探究.Xia等[8]对于轨道车辆……

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