多节铰接汽车列车挂车是一种介于公交车辆和轨道交通之间的一种颠覆性交通方式,它是面向未来的一种提升运输效率、降低污染排放的重要的交通运输解决方案。由于其多节车身、多铰接点的特性造成整车动力性能复杂,在运行过程中易出现“折叠”、“蛇形运动”等失稳现象,严重影响行驶安全。针对某企业四节六车轴汽车列车,提出了一种基于LQR控制原理的汽车列车多节挂车主动转向控制方法,并开展了以下工作:介绍了主动控制汽车列车的主要结构,对研究车型所使用的铰接盘连接装置进行了运动学、动力学分析,明确其工作原理。利用Adams/Car软件建立了包含悬架、传动系、转向系、动力系统、车身、轮胎等子系统在内的某四车厢六车轴的铰接汽车列车的虚拟样机模型,为之后汽车列车行驶稳定性、失稳形式分析和控制方法仿真提供了试车样机基础。推导了车辆单元在汽车坐标系下的横向运动公式,选用基于线性魔术公式的轮胎数学模型,运用“整体法”建立了该汽车列车五自由度线性简化横向运动微分方程,为之后汽车列车状态空间模型及多节挂车主动转向控制器的建立提供理论基础。根据汽车列车行驶过程中存在的失稳现象,选取国内外多节铰接汽车列车行驶稳定性评价指标。利用以上汽车列车虚拟样机模型,在方向盘阶跃输入、单移线等典型工况下开展行驶稳定性开环仿真,研究汽车列车行驶过程中的失稳运动特性。根据以上汽车列车线性简化数学模型,以牵引车侧向速度、横摆角速度、各铰接点角速度在内的8个变量作为状态变量,建立该汽车列车的状态空间方程。基于LQR线性二次型方法,提出了多节铰接汽车列车挂车主动转向的控制方法;在Matlab/Simulink中搭建了汽车列车挂车主动转向控制系统,结合汽车列车虚拟样机模型,在方向盘阶跃输入与单移线工况下开展闭环控制联合仿真。以上分析结果显示:运行过程中,基于LQR原理的多节挂车主动转向控制方法能够根据整车状态实时调节挂车轮胎转角。牵引车及各挂车的横摆角速度、侧向速度等性能参数均能迅速达到稳定,质心侧偏角和铰接角的幅值以及各轮胎的运行轨迹偏差均显著降低,各评价指标的波动现象得到有效抑制,汽车列车整体横向行驶稳定性得到有效提升。