厢式半挂车简化模型参数金航半挂车

厢式半挂车具有运输量大、运输成本低和所装载货物不易损坏等优点, 成为公路运输主力。但由于其体积大, 质心高, 载质量大且变化大, 同时, 牵引车和挂车之间相互耦合, 故极易发生侧翻、摆振和折叠等事故, 造成巨大损失。鉴于此, 厢式半挂车稳定性控制研究越来越受到重视。厢式半挂车稳定性控制依赖于简化模型的建立和模型中关键参数值的确定。简化模型算法简单, 便于移植到控制器中, 但如何实时获得关键参数成为简化模型准确表征厢式半挂车实时状态的关键。

Yu等进行了随转向盘和车速变化的简化模型关键参数辨识, 但其使用试凑方法进行辨识, 难以保证模型关键参数的准确性;麦莉等实现了几个侧向加速度下模型关键参数的标定, 但没有进行变载荷工况的研究;Saglam等利用ADAMS软件数据进行了乘用车简化模型参数辨识, 但未考虑车辆状态和载荷变化对模型参数的影响。上述研究均只对单车、线性区和定载荷进行参数辨识, 而未对挂车、非线性区和变载荷进行参数辨识。目前主要有4类参数辨识方法:小二乘法、梯度校正法、极大似然法和遗传算法。小二乘法存在数据饱和的问题, 以致辨识参数易陷入局部优解;梯度校正法要求优化对象的梯度存在;极大似然法需要能写出输出量条件概率密度函数;遗传算法存在同时优化过多参数导致准确性差的缺点。因此, 现有参数辨识方法不能完全满足参数辨识准确性要求, 也无法满足模型关键参数需根据车辆载荷和工况改变而实时改变的要求。

针对这些不足, 本文中在分析厢式半挂车动力学基础上, 建立能够描述车辆运动特性且可实时计算的线性简化动力学模型, 并提出货物分布假设模型。在此基础上, 运用双模型与遗传算法相结合的方法离线辨识厢式半挂车简化模型关键参数, 并利用辨识出的不同侧向加速度和货物质量下的模型关键参数值绘制脉谱图。利用货物质量和侧向加速度值脉谱图可获得简化模型关键参数实时值, 利用关键参数实时值, 结合五自由度线性简化模型可实时表征车辆实际状态, 解决非线性区、大侧向加速度和变载荷下简化模型关键参数辨识问题, 可为模型参数估计及车辆稳定性控制提供基础。