遗传算法优化的双挂汽车列车主动力矩控制

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2017.04.016

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2017, Vol. 45 ›› Issue (4): 112-117.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.04.016

遗传算法优化的双挂汽车列车主动力矩控制

张义花许洪国刘宏飞^†

吉林大学交通学院，吉林长春 130022

收稿日期:2016-06-30 修回日期:2016-11-12 出版日期:2017-04-25 发布日期:2017-03-01
通信作者: 刘宏飞( 1971-) ，男，博士，副教授，主要从事半挂汽车列车横向稳定性研究． E-mail:hongfeiliu@jlu.edu.cn
作者简介:张义花( 1987-) ，女，博士生，主要从事多挂汽车列车操纵稳定性研究． E-mail: zhangyihua1989@126． com
基金资助:
国家自然科学基金面上项目( 51475199)

Active Torque Control of Tractor-Trailer Combination Based on Genetic Algorithm Optimization

ZHANG Yi-hua XU Hong-guo LIU Hong-fei

School of Transportation,Jilin University,Changchun 130022,Jilin,China

Received:2016-06-30 Revised:2016-11-12 Online:2017-04-25 Published:2017-03-01
Contact: 刘宏飞( 1971-) ，男，博士，副教授，主要从事半挂汽车列车横向稳定性研究． E-mail:hongfeiliu@jlu.edu.cn
About author:张义花( 1987-) ，女，博士生，主要从事多挂汽车列车操纵稳定性研究． E-mail: zhangyihua1989@126． com
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China( 51475199)

摘要/Abstract

摘要： 为提高双挂汽车列车横向稳定性及行驶安全性，通过建立包括主动力矩控制的双挂汽车列车模型，将列车后部放大系数( RWA) 与质心侧偏角之和的最小值作为适应度函数，基于遗传算法优化设计了线性二次型控制器( LQR) ，以获得最优的主动力矩并反馈给车辆模型; 与不加控制器的车辆模型相比，增加主动力矩控制可避免拖台和二挂车的蛇形运动，同时使得ＲWA 值下降7． 9%，且各个车辆单元将更快达到稳定状态．但该控制策略对各个车辆单元质心侧偏角的控制不如对横摆角速度的控制精确．

关键词: 车辆动力学, 双挂汽车列车, 主动力矩控制, 遗传算法, 线性二次型控制器

Abstract:

In order to improve the lateral stability and driving safety of tractor-trailer combination,a tractor-trailer combination model considering active torque control was built,and the minimum of the sum of rear amplification factor ( RWA) and sideslip angle was used as a fitness function for the genetic algorithm to design an linear quadratic ( LQR) controller,by which the optimal active torque was obtained and then feed back to the vehicle model.As compared with the vehicle model without LQR controllers,the proposed model with active torque control can avoid the snaking of the dolly and the second semitrailer,reduce the RWA by 7. 9%,and help each unit of the vehicle combination to quickly reach a steady state.However,the proposed strategy for sideslip angle control in each vehicle unit is not as precise as for yaw rate control.

Key words: vehicle dynamics, tractor-trailer combination, active torque control, genetic algorithm, linear quadratic controller

中图分类号:

U469.5

张义花许洪国刘宏飞. 遗传算法优化的双挂汽车列车主动力矩控制[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2017, 45(4): 112-117.

ZHANG Yi-hua XU Hong-guo LIU Hong-fei. Active Torque Control of Tractor-Trailer Combination Based on Genetic Algorithm Optimization[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2017, 45(4): 112-117.

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遗传算法优化的双挂汽车列车主动力矩控制

Active Torque Control of Tractor-Trailer Combination Based on Genetic Algorithm Optimization

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