绳系拖挂车辆的动力学仿真

doi:10.16182/j.issn1004731x.joss.201705003

系统仿真学报 ›› 2017, Vol. 29 ›› Issue (5): 950-956.doi: 10.16182/j.issn1004731x.joss.201705003

绳系拖挂车辆的动力学仿真

陈宁, 马洪超

南京林业大学机械电子工程学院,南京 210037

收稿日期:2015-05-11 修回日期:2015-09-14 出版日期:2017-05-08 发布日期:2020-06-03
作者简介:陈宁(1963-),男,江苏宜兴,博士,教授,博导,研究方向为车辆动力学与控制,非线性振动;马洪超(1991-),男,江苏徐州,硕士,研究方向为车辆动力学与控制。
基金资助:
国家自然科学基金(11272159),江苏省研究生创新工程(SJLX15_0406)

Dynamic Simulation for Tethered Trailer Vehicle

Chen Ning, Ma Hongchao

College of Mechanical and Electronic Engineering, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China

Received:2015-05-11 Revised:2015-09-14 Online:2017-05-08 Published:2020-06-03

摘要/Abstract

摘要： 绳系拖挂车辆是指由非专业拖车用绳子牵引一辆故障车。这种拖挂方式操纵稳定性差,前后车连接刚性差,轨迹跟随性差,易引起交通事故。为了研究绳系拖挂车辆系统的操纵稳定性,选择Dugoff非线性轮胎模型,考虑牵引车的纵向、侧向和横摆运动,建立了七自由度车辆动力学模型及绳系拖挂系统模型。基于Matlab/Simulink分析了牵引绳长度对整个车辆系统的影响,针对绳系拖挂车辆系统,提出了挂车前轮自动转向的反馈控制策略,以提高稳定性和轨迹跟随性。仿真结果显示：所提出的挂车前轮转向反馈控制不仅提高了绳系拖挂车辆的稳定性,也改善了挂车的轨迹跟随性。

关键词: 非线性车辆模型, 绳系拖挂车辆模型, 反馈控制, 仿真

Abstract: Tethered trailer vehicle is a non professional tractor that drags an unpowered vehicle with hemp rope. This conduct has many problems: poor operating stability, and high incidence of traffic accident. A nonlinear dynamic model for longitudinal, lateral, and yaw motions was developed. The model considers nonlinearity through a modified Dugoff's tire friction model, and is seven-degree-of-freedom. A new nonlinear tethered tractor-trailer combination model was created to simulate critical parameters which would cause unstable state. Then, a trailer front-wheel steering feedback control strategy was derived with the goal of improving stability and trajectory tracking feature of the tractor-trailer system. The comparison of the simulation results for tension of the hemp rope, trajectory feature, and handling stability clearly demonstrates the efficacy of feedback control for the tethered tractor-trailer combination.

Key words: nonlinear vehicle model, rope-dragged tractor model, feedback control, simulation

中图分类号:

U463.42

陈宁, 马洪超. 绳系拖挂车辆的动力学仿真[J]. 系统仿真学报, 2017, 29(5): 950-956.

Chen Ning, Ma Hongchao. Dynamic Simulation for Tethered Trailer Vehicle[J]. Journal of System Simulation, 2017, 29(5): 950-956.

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