商用半挂汽车列车预测性紧急制动系统研究

发布时间：2020-05-29 17:30

【摘要】：近年来,车辆碰撞预警、辅助制动以及自动紧急制动等主动安全技术逐渐在乘用车上得到推广和应用,有效减少了交通事故数量,提高了车辆安全性,然而,国内针对商用半挂汽车列车主动安全技术的研究仍处于起步阶段。随着我国经济不断发展,国内公路货运量呈快速上升趋势,商用半挂汽车列车作为公路货运的主要手段,其保有量逐年提升。商用半挂汽车列车载货量大,当其发生交通事故时易带来极大的生命财产损失,故预测性紧急制动系统作为提升车辆安全性的有效手段,必将会在商用半挂汽车列车上得到广泛应用。本文依托国家自然科学基金(编号:51475206)、吉林省科技发展计划(编号:20140204010GX)等项目,对商用半挂汽车列车预测性紧急制动系统(Predictive Emergency Braking System.PEB)展开研究:通过自主设计商用半挂汽车列车PEB系统顶层控制策略、底层制动力精细调节控制策略以及底层主动制动执行机构,实现商用半挂汽车列车紧急工况下的主动制动;通过搭建MATLAB/Simulink、TruckSim联合仿真平台及PEB系统硬件在环试验台,对PEB系统进行仿真验证与硬件在环测试分析,确保车辆能够有效规避纵向碰撞事故的发生。本文主要研究内容包括:(1)主动气压制动系统设计与测试分析。根据传统制动系统组成及原理,设计与其兼容的主动气压制动系统;搭建主动气压制动系统测试试验台,对主动气压制动系统特性进行测试与分析。(2)主动气压制动力控制。以主动气压制动系统流量特性为基础,搭建主动气压制动系统模型,采用粒子群算法辨识模型参数,在此基础上,对主动气压制动系统执行机构启闭特性进行拟合;通过台架测试验证模型的有效性;设计基于主动制动系统模型的压力观测器与制动力控制器,实现主动制动力精确控制。(3)PEB系统设计。利用ESR毫米波雷达获取前方目标车辆信息,基于传感器信息对本车载荷与质心位置进行估算;根据行车工况紧急程度,建立PEB系统分级预警机制,并参考前车行车工况设计安全距离模型;结合本车状态信息与安全预警策略所得期望制动减速度,采用前馈与减速度反馈相结合的制动力分配算法实现制动力合理分配,并采用滑模控制算法实现车轮防抱死控制,确保车辆制动稳定性。(4)PEB系统测试与分析。基于MATLAB/Simulink、TruckSim搭建PEB系统仿真平台,设置典型工况,对PEB系统顶层分级预警机制、安全距离模型、制动力分配策略以及底层制动力控制策略的有效性展开仿真测试与分析;利用dSPACE实时系统与主动气压制动执行器硬件,搭建PEB系统硬件在环试验台,对所设计的主动制动执行器功能进行测试与验证,同时对PEB系统控制策略有效性进行进一步验证分析。结果表明:所设计的PEB分级预警策略及安全距离模型能够有效防止车辆发生纵向碰撞;PEB制动力分配策略能够在各种制动强度下合理分配车辆各制动气室压力,保证车辆制动平顺性与稳定性;PEB底层制动力控制策略能够有效控制主动气压制动系统建立起期望制动压力,避免追尾事故发生,提高车辆安全性。
【图文】：

图 1.1 我国公路运营载货汽车吨位数度不断增大，道路交通安全也成为一个愈加挂汽车列车均配备传统气压制动系统，该系控制管路及气体固有的可压缩性使得气压制变动量及车辆制动过程中的轴荷转移量，使想制动效果，易使车辆在制动过程中发生甩制动距离，导致车辆在紧急工况下发生碰撞

图 1.1 我国公路运营载货汽车吨位数密度不断增大，道路交通安全也成为一个愈加棘半挂汽车列车均配备传统气压制动系统，该系统动控制管路及气体固有的可压缩性使得气压制动荷变动量及车辆制动过程中的轴荷转移量，，使得理想制动效果，易使车辆在制动过程中发生甩尾辆制动距离，导致车辆在紧急工况下发生碰撞事图 1.2 商用半挂汽车列车追尾事故
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.5

【参考文献】

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本文编号：2687256