全拖挂车的动力学仿真和控制策略研究开题报告

1. 研究目的与意义

全拖挂车是车辆的运输方式之一，通常由一辆带动力的牵引车拖挂一辆无动力的车厢组成，牵挂的车厢可以是普通空车厢，用于增加车辆每次运送的货量，也可是安装了机械装备车厢，便于机械装备的快速移动。

拖挂汽车行驶中由于挂车左右摇摆，其稳定性较差，易发生交通事故。

如何提高全拖挂车的稳定性是一个值得研究的课题。

2. 国内外研究现状分析

全拖挂车是车辆的运输方式之一，通常由一辆带动力的牵引车拖挂一辆无动力的车厢组成，牵挂的车厢可以是普通空车厢，用于增加车辆每次运送的货量，也可是安装了机械装备车厢，便于机械装备的快速移动。

德国斯图加特汽车研究所的l.hubert和o.aietz最早在1937年进行了拖挂车横向稳定性研究。20世纪60年代，f.d.hales、j.r.ellis、i.schmid等对挂车横向摆动进行了理论分析。20世纪80年代，密歇根大学汽车研究中心在拖挂车的操纵稳定性和制动性方面展开了更加全面系统的研究，模拟分析和研究均已达到相当高的程度。1989年，美国斯坦福大学的widrow教授对非线性变量系统的最优控制问题进行研究，提出了倒车问题，它被用来检验各种控制方案的有效性。1998年在陈辛波译安部正人的《汽车的运动和操纵》书中进行关于汽车操纵稳定性的探讨。2004年， bing zheng﹑pahngroc oh﹑and barry lenart发表了active steering control with front wheel steering。 后来，toshihiro hiraoka﹑osamu nishihara﹑hiromitsu kumamoto 在《review of automotive engineering》上刊登了model-following sliding mode control for active four-wheel steering vehicle。

国内对于拖挂车的研究发展较晚，但随着汽车运输重型化和拖挂化的发展，一些学者也相继对拖挂车进行了一些探索。20世纪50年代末，在国家交通部的支持下，我国开始了拖挂车的操纵稳定性研究，并进行了模型试验。1990年，郭正康开展了全挂汽车列车的稳态转向特性试验。1996年，雷雨成,赵清亮进行了汽车全工况操纵和制动动力学17 自由度的建模与仿真。2002年舒进,陈思忠在湖北汽车工业学院学报上发表了关于四轮转向车辆运动计算分析的文章。2005年，刘宏飞等提出了采用可变阻尼稳定杆的半主动控制来改变横向稳定性的控制策略。2008年江苏大学博士韦超毅完成了关于拖挂式房车了车操纵稳定性研究的博士论文。2011年，江苏大学田杰又进行了汽车线控转向系统动力学分析与控制方法研究。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

（1）根据刚体动力学原理，建立了拖挂式房车列车的力学模型，用matlab/simulink搭建了仿真模型，并对仿真模型进行试验分析。

（2）基于主动转向技术和现代控制理论探讨拖挂式车辆的控制策略，提高车辆在行驶过程中的稳定性。并用simulink仿真模型进行验证。

4. 研究创新点

利用Matlab软件建立动力学模型，并对其进行控制以及仿真分析