题目：半挂汽车列车转弯制动失稳机理及控制策略研究

       随着我国公路交通事业的高速发展、公路运输条件的不断改善以及物流需求的不断扩大，半挂汽车列车在公路货物运输中的优势已逐渐显现，因其装载质量大、运输成本低、且可用于“甩挂运输”、“区段运输”和“滚装运输”，已成为公路货物运输的主要方式。由于半挂汽车列车结构的特殊性、使用中的超限超载以及牵引车与半挂车匹配不合理等原因，使得半挂汽车列车在制动过程中易产生折叠、甩尾和侧滑等危险现象，尤其在转弯制动时，上述危险现象的发生将极易导致发生重特大交通事故，严重威胁人民群众的生命和财产安全。因此，研究半挂汽车列车转弯制动过程中的失稳机理以及结构和使用参数对半挂汽车列车转弯制动稳定性的影响，并提出相应的控制策略具有现实意义。

       本文依托交通运输部重大科技专项“公路甩挂运输关键技术研究与示范”课题一“甩挂运输车辆与装备关键技术研究及示范应用（2011318223450）”，以半挂汽车列车为研究对象，针对半挂汽车列车转弯制动失稳问题，采用理论分析、模型仿真和实车道路试验相结合的方法，深入研究半挂汽车列车转弯制动的稳定性，旨在提高半挂汽车列车制动时的安全水平，为我国甩挂运输组织模式的开展提供技术支撑。具体研究内容如下：

        （1）根据半挂汽车列车的结构特点，分析了半挂汽车列车制动系统的主要参数和评价指标；对牵引车前轴、牵引车后轴、半挂车后轴分别提前抱死时，半挂汽车列车对应的制动失稳状态、形式及危险程度进行了理论分析，为半挂汽车列车制动系统匹配设计提供理论支持。

        （2）选取科技专项开发的半挂汽车列车为样本车型，在半挂汽车列车转弯制动时受力和运动分析的基础上，建立了包括非线性轮胎模型、制动力矩与制动气压的关系模型在内的半挂汽车列车转弯制动的非线性动力学模型，为深入分析半挂汽车列车转弯制动性能、开展稳定性控制策略研究提供了理论基础。

        （3）实车道路试验是评价半挂汽车列车转弯制动性能最直观和有效的方法。鉴于半挂汽车列车结构的特殊性，本文利用先进的GPS定位技术和惯导技术，搭建了一套用于半挂汽车列车转弯制动试验的试验系统。在大量仿真试验研究的基础上，并借鉴国际标准化组织的相关标准，研究制定了半挂汽车列车转弯制动的试验方案，并进行了实车道路试验。通过对比实车试验和模型仿真的相关数据，验证了所建半挂汽车列车动力学模型的精确度。

        （4）推导了保证半挂汽车列车制动效能和制动稳定性的理想的制动力分配公式；分析了在制动气压变化前后载荷转移对半挂汽车列车转弯制动稳定性的影响；研究了典型使用工况（如行驶速度、路面附着系数）和设计参数（牵引车前置距、半挂车轴距）等对半挂汽车列车转弯制动性能的影响，为半挂汽车列车的匹配设计和驾驶员安全行车提供参考。

        （5）为提高半挂汽车列车转弯制动的稳定性，开展了半挂汽车列车转弯制动稳定性控制策略的研究。通过调整制动气室气压对制动力矩进行控制，提高了半挂汽车列车的制动效能和制动稳定性。对比分析了模糊控制和逻辑门限控制在半挂汽车列车转弯制动稳定性中的控制效果，表明通过模糊控制可以显著提高半挂汽车列车转弯制动的稳定性，更好地保障道路交通运输的安全。