Optimización sintética de traficabilidad y estabilidad de rodadura para vehículos todoterreno basada en motores de tracción en las ruedas y suspensión semiactiva
Autores: Fu, Xiang; Wan, Jiaqi; Liu, Daoyuan; Huang, Song; Wu, Sen; Liu, Zexuan; Wang, Jijie; Ruan, Qianfeng; Yang, Tianqi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Optimización sintética de traficabilidad y estabilidad de rodadura para vehículos todoterreno basada en motores de tracción en las ruedas y suspensión semiactiva
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Requisitos
Vehículos todo terreno
Estabilidad en curvas
Control antideslizante
Algoritmo de prevención de vuelcos
Modelos de neumáticos LuGre
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Considerando los requisitos relativos a la transitabilidad de vehículos todoterreno en caminos difíciles, y dado que su estabilidad en curvas se deteriora rápidamente al girar violentamente o al pasar por carreteras inclinadas debido a un centro de gravedad (CG) alto, en este estudio se propuso un método eficiente de control antideslizante (ASC) con una instantaneidad y robustez superiores, en conjunto con un algoritmo de prevención de vuelcos. Se construyó inicialmente un modelo de vehículo no lineal de 14 grados de libertad para explicar el mecanismo de acoplamiento dinámico entre el movimiento lateral, el movimiento de guiñada y el movimiento de balanceo de los vehículos. Para adquirir cambios de estado físico y fuerzas de fricción de los neumáticos en tiempo real, se utilizaron modelos de neumáticos LuGre corregidos con la ayuda de resolutores y sensores inerciales, y se diseñó un controlador de modo deslizante adaptativo (ASMC) para suprimir el coeficiente de deslizamiento de cada rueda. Además, se estableció un controlador predictivo de modelo (MPC) para prever el riesgo de vuelco y el momento de balanceo en reacción al cambio en las fuerzas laterales, así como a las diferentes alturas del suelo de las ruedas opuestas. Durante la experimentación, las mutaciones de la capacidad de adherencia de los neumáticos fueron discernidas rápidamente y los motores de tracción de cubo de rueda (WHDM) y el ASC mantuvieron la eficiencia de tracción bajo diferentes condiciones de adherencia. Finalmente, se construyó una plataforma de hardware en bucle cerrado (HIL) compuesta por el modelo dinámico del vehículo en el software dSPACE, suspensión semiactiva (SAS), una unidad de control de vehículo (VCU) y un simulador de conductor, donde se encontró que la predicción y optimización de movimiento del MPC mejoraban efectivamente la estabilidad de balanceo al reducir la longitud del brazo de balanceo cuando era necesario.
Descripción
Considerando los requisitos relativos a la transitabilidad de vehículos todoterreno en caminos difíciles, y dado que su estabilidad en curvas se deteriora rápidamente al girar violentamente o al pasar por carreteras inclinadas debido a un centro de gravedad (CG) alto, en este estudio se propuso un método eficiente de control antideslizante (ASC) con una instantaneidad y robustez superiores, en conjunto con un algoritmo de prevención de vuelcos. Se construyó inicialmente un modelo de vehículo no lineal de 14 grados de libertad para explicar el mecanismo de acoplamiento dinámico entre el movimiento lateral, el movimiento de guiñada y el movimiento de balanceo de los vehículos. Para adquirir cambios de estado físico y fuerzas de fricción de los neumáticos en tiempo real, se utilizaron modelos de neumáticos LuGre corregidos con la ayuda de resolutores y sensores inerciales, y se diseñó un controlador de modo deslizante adaptativo (ASMC) para suprimir el coeficiente de deslizamiento de cada rueda. Además, se estableció un controlador predictivo de modelo (MPC) para prever el riesgo de vuelco y el momento de balanceo en reacción al cambio en las fuerzas laterales, así como a las diferentes alturas del suelo de las ruedas opuestas. Durante la experimentación, las mutaciones de la capacidad de adherencia de los neumáticos fueron discernidas rápidamente y los motores de tracción de cubo de rueda (WHDM) y el ASC mantuvieron la eficiencia de tracción bajo diferentes condiciones de adherencia. Finalmente, se construyó una plataforma de hardware en bucle cerrado (HIL) compuesta por el modelo dinámico del vehículo en el software dSPACE, suspensión semiactiva (SAS), una unidad de control de vehículo (VCU) y un simulador de conductor, donde se encontró que la predicción y optimización de movimiento del MPC mejoraban efectivamente la estabilidad de balanceo al reducir la longitud del brazo de balanceo cuando era necesario.