汽车拖车组合系统后向放大效应的研究开题报告

1. 研究目的与意义

汽车拖车组合系统是一种牵引车为一般家用轿车，拖车为房车的铰接式车辆。

有研究表明，当牵引车受到扰动时，该扰动振幅传递到拖车上时会发生某种程度上的放大。

当车辆高速行驶时，拖车的横摆运动滞后于牵引车，而振幅又大于牵引车，容易引发危险。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：通过建立数学模型来研究汽车拖车组合系统运动中牵引车振幅放大后对整车系统稳定性的影响难点：（1）我们首先需要建立汽车拖车系的单轨模型（主要考虑整车的横摆运动、侧向运动以及牵引角摆动），关于如何建立单轨模型，需要去看各种文献的汽车拖车组合的动力学模型的建立。

（2）学习使用matlab软件，对于一种全新软件的使用也需要好好去学习，如何与我们和汽车拖车组合系统的动力学理论相结合也是个难点。

（3）基于matlab软件平台，仿真研究拖车与牵引车横摆运动在振幅和相位上的关系。

3. 国内外研究现状（文献综述）

对于现在的汽车拖车组合系统而言，牵引车在转向时，对于拖车的转向无法准确控制，在转向时容易造成各种事故，因此需要进行计算如何最小化转向时对于操纵不稳定性的影响，汽车拖车组合放大效应的研究就是为了通过对车辆的横向速度、加速度、质量等参数的控制，计算出一个汽车拖车组合的合适振幅比，建立一个良好的控制策略来改进不合理的转向放大效应。

进行汽车拖车组合放大效应的实验，需要建立起一个合理的数学模型，文献[1]中讨论了一种采用半挂车主动转向系统来改善半挂车侧倾稳定性的最优线性正交控制算法，通过构建牵引式半挂车的5自由度线性车辆横摆模型以及虚拟驾驶员模型，由此可以帮助建立起汽车拖车组合系统的单轨数学模型。

在铰接式重型商用车辆上进行了很多研究，但在正常最多见的联结式轿车和活动房车的研究却不多，文献[2]使用拉格朗日方程开发了二十四个自由度汽车和活动房车模型的运动方程。

4. 研究方案

毕业设计的内容是汽车拖车系统后向放大效应的研究，在学习系统状态方程的相关内容、matlab软件的操作与应用以及基础上进行论证。

首先我将建立汽车拖车组合系统单轨模型，模型主要考虑整车的横摆运动、侧向运动以及牵引角运动，此时假设轮胎具有线性特性，牵引车和拖车视为两个刚体，因为需研究后向放大效应，所以需建立车辆三自由度线性单轨模型。

然后基于matlab软件平台，研究在横摆加速度、车速等参数变化下，仿真研究拖车与牵引车的振幅比和振动相位差，建立起横摆加速度、速度等与系统稳定性分析有关参数的时域以及频域的曲线图，得到并比较上分析出汽车放大效应的理论，放大效应对汽车拖车组合系统稳定性的影响。

5. 工作计划

毕业设计前一学期末完成英文翻译，收集、查阅、文献资料并准备开题报告。

第1周完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。

英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文上传至毕业设计管理系统，译文封面用标准模板。