一种基于模糊PID控制的一体化热开水保温专用运输车防侧倾控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于模糊PID控制的一体化热开水保温专用运输车防侧倾控制装置及控制方法，实现对一体化热开水保温专用运输车过弯及危险工况时的防侧倾，其特征在于：所述的一体化热开水保温专用运输车防侧倾控制装置包括一体化开水保温专用运输车、防侧倾控制装置与模糊PID控制方法；本发明专利技术的目的是提供一种专用于一体化热开水保温专用运输车的防侧倾控制装置及控制方法，该发明专利技术能够根据一体化热开水保温专用运输车的质心分布情况，判断是否发生侧倾及侧倾程度，动态调节侧倾中心位置，从而避免意外事故的发生。从而避免意外事故的发生。从而避免意外事故的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模糊PID控制的一体化热开水保温专用运输车防侧倾控制装置及控制方法


[0001]本专利技术涉及一体化热开水保温专用运输车领域，特别涉及一种基于模糊PID控制的一体化热开水保温专用运输车防侧倾控制装置及控制方法。

技术介绍

[0002]一体化热开水保温专用运输车由于具有高效率、低成本等特点，近年来逐渐成为公路运输中液体货物载运的主体。但是一体化热开水保温专用运输车与常规车辆相比，其质心相对较高，重量和体积更大，且罐内液体和车体运动也相互影响。这就使得车辆在遭遇紧急状况或转弯过程中，有较大概率发生侧翻、摆振及折叠等事故。由于运输的液体大部分都具有易燃、易爆和有毒特点。一体化热开水保温专用运输车一旦发生侧翻事故，极易产生泄露、燃烧和爆炸等危险状况，造成人身财产的损失和环境破坏。近年来，罐车侧翻的事件频频发生，对于高效精准的一体化热开水保温专用运输车防侧倾技术的呼声也越来越高。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种一体化热开水保温专用运输车防侧倾控制装置、控制方法及控制流程，解决了一体化热开水保温专用运输车在遭遇紧急状况或转弯过程中一体化热开水保温专用运输车侧倾幅度过大的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供的一种基于模糊PID控制的一体化热开水保温专用运输车防侧倾控制装置、控制方法及工作流程采用的技术方案是：一种基于模糊PID控制的一体化热开水保温专用运输车防侧倾控制装置包括一体化车架、液罐和罐体姿态调整装置组件与罐体固定架，所述一体化车体用于支撑整车的重量，所述的液罐固定于一体化车体上，用于储存液体；所述的罐体姿态调整装置组件，包括轮胎负载传感器、布置在罐体两侧与车架连接处的电机、推杆和控制器；所述的控制器，用于控制液罐的质心位置；上述数据实时输入控制器中，控制器通过上述数据，基于建立好的一体化热开水保温专用运输车防侧倾模糊PID控制模型，实现动态的调节一体化车架姿态，保障一体化热开水保温专用运输车行驶的稳定性。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下的一体化热开水保温专用运输车防侧倾模糊PID控制模型搭建技术方法，如下所示：
[0006](1)明确一体化热开水保温专用运输车侧翻状况表征参数，用于计算一体化热开水保温专用运输车的侧翻稳定性：
[0007]当一体化热开水保温专用运输车发生一定的侧倾时，一体化热开水保温专用运输车车轮的载荷会发生转移，该现象被称为由侧倾引起的横向载荷转移，通过计算其横向载荷转移率来确定一体化热开水保温专用运输车当前所处的状态。横向载荷转移率k的定义为：
[0008][0009]式中，F
zl
，F
zr
分别表示一体化热开水保温专用运输车左右侧的垂直载荷，N；k在[-1，1]范围内变化。当k＝0时，两侧载荷相等，一体化热开水保温专用运输车正常行驶；当k＝-1或1时，一体化热开水保温专用运输车一侧载荷为0，表明一体化热开水保温专用运输车可能发生侧倾事故。
[0010](2)设定模糊PID控制器的两个输入量分别为设定横向载荷转移率与实际横向载荷转移率的误差 e(k)与ec(k)：
[0011]e(k)＝T
ref
(k)-T(k)
[0012][0013]将一体化热开水保温专用运输车不同位置的推杆高度所需的电机转速与行程为作为输出变量
[0014](3)选定输入变量的模糊集合
[0015]选定7个模糊集合，即NB(负大)、NM(负中)、NS(负小)、ZO(零)、PS(正小)、 PM(正中)和PB(正大)；
[0016](4)确定模糊集合的隶属度函数
[0017]输入变量e(k)与ec(k)的范围均为-1至1，故模糊集合对应的隶属函数定义如下：
[0018][0019][0020][0021][0022][0023][0024][0025]上式中，f
NB
(x)为模糊集合NB的隶属度函数，f
NM
(x)为模糊集合NM的隶属度函数，f
NS
(x) 为模糊集合NS的隶属度函数，f
ZE
(x)为模糊集合ZO的隶属度函数，f
PS
(x)为模糊集合PS的隶属度函数，f
PM
(x)为模糊集合PM的隶属度函数，f
PB
(x)为模糊几何PB的隶属度函数，
以上7个隶属度函数数值均保留小数点后两位数字，x表示各个输入变量；
[0026](5)模糊推理
[0027]本专利技术中对于罐车侧倾状态的控制采用的模糊PID控制，以e(k)与ec(k)为输入，以PID控制的参数的修正量ΔK
P
、ΔK
I
与ΔK
D
作为控制器的输出，根据整定定律整理控制规则，每个控制器的输出规则均有49个规则，共计147个规则，具体模糊控制规则内容如图5、图6和图7所示；
[0028](6)确定解模糊策略
[0029]前述步骤中得到的结果是模糊的，而对于实际模糊控制系统所输出给电机推杆高度控制装置的是一个精确量，因此需要将模糊量转换成精确量。本专利技术选择采用重心法进行去模糊化动作，具体如下所示：
[0030][0031]式中，z0为模糊控制器输出量解模糊后的精确值；z
i
为模糊控制量论域内的值；μ
c
(z
i
)为z
i
的隶属度值。
[0032]本专利技术提供如下工作流程：
[0033]在一体化热开水保温专用运输车行驶过程中，遇到紧急状况或高速过弯时，模糊PID控制器根据两侧轮胎的载荷传感器测得的载荷计算一体化热开水保温专用运输车的横向载荷转移率k，将k与目标横向转移率k0的误差与误差变化率e(k)与ec(k)作为输入进行模糊PID控制，结合其他参数动态调节控制一体化热开水保温专用运输车一体化车架左右两侧的推杆高度来调整罐车重心，最终达到一体化热开水保温专用运输车侧倾的有效抑制。
[0034]与现有技术相比，本专利技术具有如下有点和有益效果：
[0035]1.本专利技术的防侧倾控制方法，使用的装置体积小便于安装且执行动作快，成本低，便于推广应用；
[0036]2.本专利技术中模糊PID控制器需要的参数较少，计算速度较快，且精度较高，环境适应性强；
[0037]3.本专利技术高度适用于一体化热开水保温专用运输车，不需要对一体化热开水保温专用运输车进行额外的改造与重新设计。
附图说明
[0038]图1为本专利技术提供的防侧倾方法工作流程图；
[0039]图2、3分别为本专利技术提供的一体化热开水保温专用运输车中的罐体姿态调整装置安装位置示意图侧视图与后视图；
[0040]图4为本专利技术提供的模糊PID结构图；
[0041]图5、6、7为本专利技术提供的模糊集合隶属函数图。
具体实施方式
[0042]以下将结合具体实施例对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊PID控制的一体化热开水保温专用运输车防侧倾控制装置及控制方法，其特征在于，包括：一种基于模糊PID控制的一体化热开水保温专用运输车防侧倾控制装置包括一体化车架(1)、液罐(2)和罐体姿态调整装置组件(3)与罐体固定架(4)，所述一体化车体用于支撑整车的重量，所述的液罐(2)固定于一体化车体(1)上，用于储存液体；所述的罐体姿态调整装置组件(3)，包括轮胎负载传感器、布置在罐体两侧与车架连接处的电机(5)、推杆(6)和控制器；所述的控制器，用于控制液罐的质心位置；上述数据实时输入控制器中，控制器通过上述数据，基于建立好的一体化热开水保温专用运输车防侧倾模糊PID控制模型，实现动态的调节一体化车架姿态，保障一体化热开水保温专用运输车行驶的稳定性。2.根据权利要求1所述的一种基于模糊PID控制的一体化热开水保温专用运输车防侧倾控制装置，其特征在于，包括：轮胎负载传感器、布置在罐体两侧与车架连接处的电机、推杆和控制器。3.根据权利要求1所述的一种基于模糊PID控制的一体化热开水保温专用运输车防侧倾控制方法，其特征在于：步骤1，明确横向载荷转移率k作为一体化热开水保温专用运输车的侧翻状况表征参数，用于计算一体化热开水保温专用运输车的侧翻稳定性；步骤2，设定模糊PID控制器的两个输入量分别为设定横向载荷转移率与实际横向载荷...

【专利技术属性】
技术研发人员：李火权，李铁周，
申请(专利权)人：淮安炜烨科技有限公司，
类型：发明
国别省市：