登高车路面附着系数实时估计和最佳滑移率确定??    珠海唐家湾镇登高车出租,  珠海登高车出租,  登高车出租珠海     登高车在紧急制动时，车轮的滑移率时刻在发生变化甚至产生较大波动，当车轮滑移率较大时会发生车轮抱死现象。为使登高车安全制动，本文从车轮滑移率入手，控制车轮滑移率使其在稳定范围内波动，同时防止车轮抱死。本文通过使滑移率跟踪其理想值从而确定前、后轴制动力矩，而主要目的是确定滑移率理想值，为下一步的滑移率跟踪控制提供前提。根据轮胎模型，不同路面上车轮滑移率随轮胎/路面摩擦系数的变化而变化，所以不同的路面就会有不同的滑移率理想值。因此要确定滑移率理想值首先要确定路面附着系数，所以本文主要内容分为：路面附着系数实时估计和最佳滑移率的确定。

    1路面附着系数实时估计,    在登高车制动过程中，路面附着系数的实时改变会对登高车的制动效果造成很大影响，为了使登高车能在各种路面上具有良好的制动效果，能够实时确定路面附着系数的明确数值尤为重要。同时，路面附着系数关乎理想滑移率的确定，所以在确定理想滑移率之前首先要完成路面附着系数的实时估计。目前，路面附着系数最常见的两种估算辨识方法分别为基于传感器的直接检测法以及基于车辆动力学模型识别的方法。基于传感器的路面直接检测法所能估算的结果较为准确，但却需要大量的测试实验，对经济的依赖度过高。基于动力学模型识别的方法又分为基于车轮动力学的估算方法、基于车辆动力学的估算方法、基于回正力矩的估算方法和基于状态观测器估计的方法。由于在紧急制动时，登高车的制动时间往往会较短，为了简化路面附着系数实时估计的计算过程，从而节省计算时间，以便做到快速响应，本文采用基于车轮动力学的估计方法。本文述轮胎模型为Burckhardt轮胎模型，此模型为经验模型，且精确度较高，但该模型只给出了具体几种路面下的滑移率与摩擦系数的对应关系，而在实际情况下，路面是多样的，且可能会随时变化，所以必须考虑到在制动的每一个瞬时路面附着系数发生变化的情况。本文对Burckhardt轮胎模型加以修改，使之适用于各种路面。每个路面附着系数对应着一条滑移率和摩擦系数的关系曲线，根据所举路面的附着系数和Burckhardt轮胎模型，可以建立路面附着系数估计示意图。

     登高车曲线中，轮胎/路面附着系数的最大值可以近似认为是其对应的路面附着系数，所以通过上述方法所求得的max便是本文所要确定的路面附着系数。测量点所对应的滑移率与轮胎/路面摩擦系数的关系式，此关系式可以表征各种路面情况下的关系，且对于可能实时变化的路面附着系数可以做到有效估计。该方法计算精度虽然有限，但因为计算方法较为简单且容易实现，所以可以节省很多计算时间。而且因为登高车制动时间较短，且制动时路面附着系数随时有可能变化，该方法的应用在保证路面附着系数估算的同时，较短的计算过程可以留给制动系统更多的时间，从而提高登高车制动的效果，此方法不但容易实现，且实用性较强。

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       2最佳滑移率确定,   登高车在紧急制动时，登高车车速和车轮转速同时减小，但由于登高车运动的惯性，登高车车速的减小速度比车轮转速要慢，这就导致了登高车车轮边滚边滑的现象，而车轮滑动情况严重时会发生车轮抱死现象。因此，为了防止车轮抱死，本文从滑移率入手，为滑移率设定一个理想值，通过控制滑移率跟踪这一理想值来实现登高车安全、稳定的制动。登高车紧急制动时车轮滑移率跟踪滑移率理想值，这样可以使车轮滑移率始终稳定在理想范围内。本小节的目的是根据路面附着系数估计值确定滑移率的理想值，所以引入最佳滑移率的概念。在曲线中，最大轮胎/路面摩擦系数所对应的滑移率就是最佳滑移率。所以在曲线中，最佳滑移率所对应的点即为上文所述最值点max,，其中max为轮胎/路面摩擦系数最大值即峰值附着系数，而d为最佳滑移率。根据此点，峰值附着系数可以使登高车制动力矩得到最大的利用，在一定程度上节省登高车能量的消耗。所以本文定义最佳滑移率为车轮滑移率理想值。目前确定最佳滑移率应用较多的有模糊法、斜率法和门限值法等多种方法，但此类方法大都需要与路面相关的较多数据才能较为准确地确定最佳滑移率。最佳滑移率并不是固定值，他会随着路面和轮胎花纹磨损的变化而变化。本文忽略轮胎花纹磨损对最佳滑移率的影响，只考虑路面附着系数对最佳滑移率的影响，即不同的路面就会有不同的最佳滑移率，所以本文所用方法则是根据上节所估路面附着系数较为直接的确定而来，该方法一定程度的减小了计算量，从而降低了最佳滑移率的辨识时间，以便应用到实际当中。

         当滑移率=0时，轮胎/路面摩擦系数也为零，随后轮胎/路面摩擦系数随着车轮滑移率的快速增大达到最大值max，该值所对应的车轮滑移率d即为最佳滑移率亦即车轮滑移率理想值，maxd曲线的最大值点，之后轮胎/路面摩擦系数随着车轮滑移率的增大逐渐减小。图中，0d区域内，车轮滑移率虽然逐渐增大，但其数值较小，车轮不会发生抱死的趋势，所以该区域被称为稳定区域。而在1d区域内，轮胎/路面摩擦系数减小缓慢，但车轮滑移率却明显增大，容易引起车轮抱死趋势的发生，所以此区域被称为非稳定区域。图中阴影部分是车轮滑移率理想的变化范围，在此范围内轮胎/路面摩擦系数数值较大，制动力矩利用率较高，且滑移率离最佳滑移率较近，登高车能实现较为稳定的制动。当登高车开始紧急制动时，登高车制动力矩逐渐增加，车轮转速降低，车轮滑移率会逐渐增大，在达到最佳滑移率之前，车轮滑移率较小，登高车制动情况较为稳定，但当车轮滑移率继续增加时，车轮滑动的趋势越来越明显，登高车车轮极易发生抱死现象。要实现良好的制动效果并防止车轮抱死的发生，就要把滑移率控制在理想范围内，以实现最佳控制。由此，我们可以确定本文理想的紧急制动控制过程：（1）当紧急制动开始时，在滑移率到达之前，通过调节制动力矩使车轮滑移率以最快的速度跟踪最佳滑移率d，实现最佳控制。（2）当车轮滑移率逐渐增大并超过滑移率理想变化范围时，应迅速降低登高车制动力矩，从而使得车轮滑移率减小，继续跟踪最佳滑移率，令滑移率恢复至滑移率理想变化范围内。（3）在控制车轮滑移率使其跟踪最佳滑移率时，由于各种约束和干扰的问题，车轮滑移率可能会达不到最佳滑移率的大小，而始终处于小于最佳滑移率的范围内。此种情况对本文所述控制问题没有较大影响，因为最佳滑移率只是一个理想值，只为确保车轮滑移率能够最大程度的接近最佳滑移率，并不一定非要达到最佳滑移率。当滑移率始终小于理想值时，依靠此方法依然可以使车轮滑移率达到其允许的最大值，即最接近最佳滑移率的状态。所以，本文中的车轮最佳滑移率即为路面附着系数实时估计环节所确定路面附着系数（峰值附着系数）对应的滑移率d，只需根据路面附着系数的大小和公式即可计算其大小。不同路面下具有不同的曲线关系式，不同的曲线对应不同的路面附着系数和最佳滑移率，因此，该方法不仅可以实时计算路面附着系数，还可以确定时变的最佳滑移率。登高车制动时，使车轮滑移率实时跟踪时变最佳滑移率，可以更加精确地计算出制动所需的制动力矩，防止车轮抱死，达到理想的制动效果。

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