软路面下矿用自卸车侧倾响应分析与优化

矿用自卸车所处路况多为松软路面,地面与轮胎作用存在变形沉陷,这对整车行驶过程中的侧倾响应有很大影响。建立了弹性轮胎-变形地面相互作用模型,并将轮胎跳动自由度与整车结合,建立了十一自由度非线性整车动力学模型。在MATLAB/Simulink环境下搭建地面-轮胎-车辆耦合系统进行仿真分析,对仿真结果与实验数据进行对比,验证了模型的正确性,同时得出,软路面下侧倾角响应较之硬路面增加1.28°,增幅达23.81%,从而验证了软路面下轮胎沉陷变形对矿用自卸车侧倾有不容忽视的影响。采用遗传算法对油气悬架参数进行联合优化,优化后侧倾值下降了16.7%,明显提高了自卸车侧倾稳定性。

窄体车辆转向与侧倾同步控制研究

为了解决窄体车辆过弯易侧翻的问题,研究一种采用转向和侧倾并联机构的窄体侧倾车辆,通过控制车辆在转弯时主动向弯道内侧倾斜的程度,提高车辆弯道行驶时的安全性;针对车辆在转向和侧倾控制过程中存在的响应不同步问题,提出一种基于模糊控制的同步控制策略。首先,对采用转向和侧倾并联机构的窄体侧倾车辆进行结构原理分析,并建立转向轮模型和车辆3自由度模型。然后,对侧倾控制系统的响应特性在线辨识,通过模糊控制得到因悬架阻尼力作用引起的侧倾响应时滞量,并对转向动作进行相应延时,从而实现转向与侧倾的同步控制;同时,分别确立期望的前轮转向角和整车侧倾角,通过PID控制使实际转向角和侧倾角跟踪期望值。最后,分别基于MATLAB/Simulink和试制的窄体侧倾样车进行仿真和试验分析。研究结果表明:窄体侧倾车辆的悬架阻尼力导致侧倾动作的响应时间明显大于转向动作的响应时间,从而导致车辆的转向和侧倾不能实现同步控制;单移线和S弯转向试验结果表明,所提控制策略能够有效改善转向和侧倾的响应不同步现象,从而将窄体侧倾车辆在转弯时的侧向加速度和侧倾作动器的峰值扭矩分别减小67.9%以上和48.4%以上,有效防止了窄体车辆转向时的侧翻危险,降低了系统的成本和能耗。