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重型自卸车防侧翻模型预测控制研究

廖子文 宫爱红 胡明茂

廖子文, 宫爱红, 胡明茂. 重型自卸车防侧翻模型预测控制研究[J]. 机械科学与技术, 2022, 41(7): 1121-1127. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200433
引用本文: 廖子文, 宫爱红, 胡明茂. 重型自卸车防侧翻模型预测控制研究[J]. 机械科学与技术, 2022, 41(7): 1121-1127. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200433
LIAO Ziwen, GONG Aihong, HU Mingmao. Research on Model Predictive Control of Heavy Dump Truck Against Rollover[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2022, 41(7): 1121-1127. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200433
Citation: LIAO Ziwen, GONG Aihong, HU Mingmao. Research on Model Predictive Control of Heavy Dump Truck Against Rollover[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2022, 41(7): 1121-1127. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200433

重型自卸车防侧翻模型预测控制研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200433
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51675388

中国博士后科学基金第58批面上项目 2015M581301

J汽车动力传动与电子控制湖北省重点实验室(湖北汽车工业学院)基金项目 ZDK1201802

详细信息
    作者简介:

    廖子文(1996-), 硕士研究生, 研究方向为汽车稳定性方面的研究, 517547487@qq.com

    通讯作者:

    宫爱红, 教授, 博士研究生, gongah_jx@huat.edu.cn

  • 中图分类号: U469.4

Research on Model Predictive Control of Heavy Dump Truck Against Rollover

  • 摘要: 针对重型自卸车在极限工况下的侧翻稳定性问题,提出一种基于模型预测控制(MPC)的差动制动控制算法。根据重型自卸车参考模型建立控制矩阵,以质心侧偏角、横摆角速度、侧倾角为决策依据,以横向载荷转移率作为侧翻评价指标,通过差动制动的方式为车辆提供附加稳定力矩从而达到提高汽车行驶稳定性的目的。采用MATLAB/Simulink与TruckSim联合仿真,在两种典型侧翻工况下进行仿真试验。结果表明,所设计的基于模型预测控制的防侧翻控制系统能有效地抑制汽车侧翻,保障行驶安全,提高了重型自卸车的侧翻稳定性。
  • 图  1  三自由度自卸车模型

    图  2  防侧翻控制策略流程图

    图  3  鱼钩工况方向盘转角输入

    图  4  鱼钩工况下横摆角速度

    图  5  鱼钩工况下质心侧偏角

    图  6  鱼钩工况下侧倾角

    图  7  轮胎制动力矩

    图  8  阶跃工况方向盘转角输入

    图  9  阶跃工况下横摆角速度

    图  10  阶跃工况下质心侧偏角

    图  11  阶跃工况下侧倾角

    图  12  阶跃工况下轮胎制动力矩

    表  1  制动车轮选取方案

    制动方向 左转(δ>0) 右转(δ < 0)
    过度转向 右侧车轮 左侧车轮
    不足转向 左侧车轮 右侧车辆
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  • 收稿日期:  2020-08-04
  • 刊出日期:  2022-07-25

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