气压制动重型车侧翻稳定性及控制研究

摘要

重型车由于重心高,质量大,行驶工况复杂,转弯制动过程易发生侧翻危险,且气压制动呈现非线性特征,使防侧翻控制在实车中应用困难.本文建立包含串联双腔制动阀,继动阀,ABS调节阀及制动气室的真实气压制动系统模型,分析气压制动的动力学特性;考虑制动与侧翻运动耦合,将气压制动融合到重型车侧翻动力学系统,建立包含侧向运动,横摆运动,簧载质量及非簧载质量侧倾运动的重型车非线性动力学模型,获得重型车复杂行驶工况侧翻稳定性规律;基于稳定性规律提出重型车防侧翻的优化模型预测控制策略,预测重型车侧翻动力学状态,计算侧倾角和横摆角速度误差及目标函数,得到最优气压制动踏板位移控制序列,实现差动制动防侧翻控制.选取典型侧翻工况进行实例分析,结果表明所建立的重型车模型有效,提出的控制策略可弥补气压制动响应延迟影响,提高重型车的防侧翻能力,改善重型车主动安全性能.