[發(fā)明專利]基于MFAC算法的液罐車側(cè)傾穩(wěn)定性控制方法、系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910756801.3
• 申請(qǐng)日: 2019-08-16
• 公開（公告）號(hào): CN110395263B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭雪蓮;任園園;李顯生;趙蘭;崔曉彤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): B60W40/10
• 分類號(hào): B60W40/10;B60W30/04
• 代理公司: 北京志霖恒遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11435
• 代理人: 趙奕

本發(fā)明涉及一種基于MFAC算法的液罐車側(cè)傾穩(wěn)定性控制方法、系統(tǒng)，基于液罐車的車身側(cè)向加速度、質(zhì)心側(cè)偏角速度、橫擺角速度之間的第一預(yù)設(shè)關(guān)系及液罐車的車身側(cè)向加速度與側(cè)傾穩(wěn)定性之間的第二預(yù)設(shè)關(guān)系，確定液罐車側(cè)傾穩(wěn)定性的影響因素包括橫擺角速度；針對(duì)液罐車難以建模、模型通用性差、模型準(zhǔn)確度低的問題，基于MFAC算法通過附加橫擺力矩與液罐車橫擺角速度之間的第三預(yù)設(shè)關(guān)系對(duì)行駛狀態(tài)下的液罐車進(jìn)行側(cè)傾穩(wěn)定性控制，其中，附加橫擺力矩為控制輸入量，罐車橫擺角速度為被控量，省去了建模過程，而僅利用控制輸入和輸出進(jìn)行車輛側(cè)傾控制，適用于各種形狀罐體的液罐車，控制效果好，對(duì)于保障液罐車的道路運(yùn)輸安全具有十分重要的意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車輛行駛安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于MFAC算法的液罐車側(cè)傾穩(wěn)定性控制方法、系統(tǒng)。

背景技術(shù)

液罐車是流體貨物道路運(yùn)輸?shù)闹饕d體，在生產(chǎn)生活中有著廣泛應(yīng)用。

與固體貨物不同，流體貨物具有易于流動(dòng)的性質(zhì)，在車輛運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)(如加減速、轉(zhuǎn)彎等)，貨物在外力作用下沖擊罐體壁面，增加了車輛慣性力，降低了車輛的制動(dòng)和行駛穩(wěn)定性。

罐體內(nèi)多安裝橫向防波板以抑制縱向液體晃動(dòng)的影響。由于縱向防波板的設(shè)計(jì)和安裝難度大，其較為少見，致使液罐車側(cè)向穩(wěn)定性問題突出。在側(cè)向液體晃動(dòng)的影響下，罐車相比普通載貨汽車更易發(fā)生側(cè)翻事故。因此，采用主動(dòng)控制的方法提高液罐車側(cè)傾穩(wěn)定性很有必要，以此來保障道路運(yùn)輸安全。

液罐車是一個(gè)具有無限多自由度的流固耦合動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，其動(dòng)力學(xué)特性受到液體沖擊的影響，而液體沖擊又受到罐體形狀、罐內(nèi)分倉數(shù)量及其結(jié)構(gòu)、罐內(nèi)貨物充裝率以及貨物物理屬性等的影響。因此，液罐車的動(dòng)力學(xué)建模困難、模型通用性差、模型準(zhǔn)確性低。對(duì)液罐車的主動(dòng)控制不適宜采用基于模型的控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于MFAC算法的液罐車側(cè)傾穩(wěn)定性控制方法、系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種基于MFAC算法的液罐車側(cè)傾穩(wěn)定性控制方法，包括以下步驟：

基于液罐車的車身側(cè)向加速度、質(zhì)心側(cè)偏角速度、橫擺角速度之間的第一預(yù)設(shè)關(guān)系及液罐車的車身側(cè)向加速度與側(cè)傾穩(wěn)定性之間的第二預(yù)設(shè)關(guān)系，確定所述液罐車側(cè)傾穩(wěn)定性的影響因素包括液罐車的橫擺角速度；

基于MFAC算法通過附加橫擺力矩與液罐車橫擺角速度之間的第三預(yù)設(shè)關(guān)系對(duì)行駛狀態(tài)下的液罐車進(jìn)行側(cè)傾穩(wěn)定性控制，其中，附加橫擺力矩為控制輸入量，罐車橫擺角速度為被控量。

進(jìn)一步的，所述MFAC算法包括基于全格式動(dòng)態(tài)線性化的MFAC算法。

進(jìn)一步的，液罐車的車身側(cè)向加速度、質(zhì)心側(cè)偏角速度、橫擺角速度之間的第一預(yù)設(shè)關(guān)系為：

其中，

α_y為液罐車的車身側(cè)向加速度；

V為液罐車行駛速度；

r為液罐車橫擺角速度；

為液罐車質(zhì)心側(cè)偏角速度。

進(jìn)一步的，基于MFAC算法通過附加橫擺力矩與液罐車橫擺角速度之間的第三預(yù)設(shè)關(guān)系對(duì)行駛狀態(tài)下的液罐車進(jìn)行側(cè)傾穩(wěn)定性控制，包括：