半挂式液罐车是液体化工产品运输的主体,不但具有普通重型半挂车质心高、载重大的特征,并且在紧急避障或高速转弯过程中,罐内液体的侧向晃动与车体运动之间相互耦合,所以半挂式液罐车比普通重型半挂车更易发生侧倾失稳,由此造成人员伤亡、环境污染等严重后果,因此有必要对其采取主动防侧翻控制措施。在搭建半挂式液罐车防侧翻控制策略过程中,需要获知车辆关键运动状态参数,然而这些状态参数无法直接测量或测量成本较高,因此有必要对其进行估计。目前车辆状态参数估计通常采用基于车辆模型的估计器,其中模型参数一般会随着实际行驶工况的改变而不断变化,因此有必要对半挂式液罐车关键参数进行辨识。本文依托国家自然科学基金项目“公路液罐车液固耦合机理与防侧翻控制研究”(编号:51575224)、吉林省科技发展计划项目“重型车辆电控气压制动系统开发与匹配”(编号:20150204066GX)及吉林省科技发展计划项目“基于电控制动系统的重型商用车稳定性控制”(编号:20170414045GH),在分析了罐内液体晃动研究方法、车辆关键参数辨识与车辆关键状态参数估计研究现状的基础上,从提高半挂式液罐车侧倾稳定性的角度出发,首先利用实车试验与流体力学分析软件对罐内液体的晃动规律进行研究,其次提出半挂式液罐车关键参数估计方法及车辆差动制动防侧翻控制策略,并通过仿真验证本文估计算法及防侧翻控制策略的有效性。本文主要完成以下工作:(1)建立半挂式液罐车数学模型。首先,建立液体晃动单摆模型描述侧向激励下液罐内液体的晃动规律,采用流体数值计算软件FLUENT对罐内液体建模,利用液体侧向晃动力及侧倾晃动力矩对等效单摆模型进行参数辨识;为保证参数辨识结果的有效性,基于流体力学相似原理,利用缩比液罐实车试验,对FLUENT数值模型的正确性进行验证;通过对比液体晃动单摆模型与FLUENT数值模型的计算结果验证所建液体晃动单摆模型的有效性。其次,基于所建液体晃动单摆模型,分别建立半挂式液罐车四自由度及六自由度车辆模型。(2)基于车辆纵向动力学模型及递推最小二乘算法,分别对半挂式液罐车空载及半载时的整车质量进行估计;基于半挂式液罐车六自由度车辆模型以及递推最小二乘算法,对半挂式液罐车的质心距侧倾轴线的高度进行辨识;基于半挂式液罐车动力学模型,利用遗传算法对车辆侧倾刚度及各车轴等效侧偏刚度进行辨识;基于半挂式液罐车动力学模型,利用卡尔曼滤波算法对车辆关键状态参数进行估计,在TruckSim-Simulink联合仿真环境下,通过TruckSim软件自带的试验工况对估计算法的有效性进行验证,为半挂式液罐车主动安全控制奠定基础。(3)建立半挂式液罐车差动制动防侧翻控制策略。首先为获得半挂式液罐车在相应行驶工况下的状态参数稳态值,建立半挂式液罐车参考模型;然后运用LQR最优控制算法计算得到半挂式液罐车所需最优附加横摆力矩;其次根据半挂式液罐车的横摆响应决策目标制动车轮,并将车辆附加横摆力矩换算为目标车轮的制动力矩;最后通过TruckSim-Simulink联合仿真,验证本文所建半挂式液罐车防侧翻控制策略的有效性。