道路因素对车辆侧翻的影响分析

为了系统研究道路因素对车辆侧翻的影响,运用Matlab软件中的仿真模块Simulink建立了三自由度车辆动力学闭环仿真模型,提出了2个度量侧翻风险的指标——临界侧向加速度和横向荷载转移比.通过正交试验设计,研究了不同道路因素以及因素间交互作用对车辆侧翻的影响程度.结果表明,影响车辆侧翻的道路因素按其影响的强弱程度排序依次为:平曲线半径、平曲线半径与超高的交互作用、超高、缓和曲线设置、路面摩擦系数、平曲线半径与路面摩擦系数的交互作用、纵坡、平曲线半径与纵坡的交互作用,其中平曲线半径、超高、缓和曲线设置以及平曲线半径与超高交互作用对车辆侧翻具有显著性影响.     

基于LSTM和改进TTR算法的车辆辅助驾驶侧翻预警

以提高侧翻预警中对侧翻风险的预测和判断为目标，为了给驾驶员或其他驾驶辅助系统确定对车辆进行控制的介入时机提供重要依据，提出了一种更高效准确的侧翻预警算法.首先建立三自由度车辆预警参考模型；选取相平面法划分侧倾稳定域为侧翻指标，根据三自由度模型响应，设计改进侧翻预测时间（TTR）算法并计算TTR.分析结果表明，相平面侧翻指标接近实际横向载荷转移率（LTR），比LTR常用的表达形式更准确地表述了车辆状态，且改进的TTR也更加接近实际TTR.然后建立长短期记忆网络（LSTM）模型来取代改进TTR算法，提高预警计算效率，模型输出的TTR值作为车辆预警控制的依据.最后通过驾驶员在环（DIL）试验采集数据，对LSTM模型进行训练，并在两种工况下，仿真验证了此侧翻预警方法具有对侧翻风险预测的准确性和更高的实时性.     

全轮转向多轴车辆性能分析及侧翻前馈预警研究

为研究多轴车辆的稳定性和安全性,建立了线性2自由度全轮转向车辆模型,并根据阿克曼原理计算了车辆的转向比例系数.基于准静态侧倾理论估计车辆的横向载荷转移率,利用拉普拉斯变换求解横摆角速度增益,进而提出了一种侧翻前馈预警算法.通过理论值与仿真值对比,发现所提出的算法可对车辆的侧倾状态进行有效的前馈预测,并且应用该算法还可计算出车辆转向时的极限车速和极限转角.研究对于车辆侧倾状态估计和侧翻控制预警具有重要的借鉴意义.     

基于侧翻贡献度的自卸车举升作业侧倾稳定性

为了研究不同工况下轮胎、悬架和货箱对自卸车作业侧倾稳定性的影响,提出了一种基于侧翻贡献度的分析方法。建立车辆举升作业的四自由度非线性数学模型,利用MATLAB/Simulink对模型进行不同路面横向坡度角和货物偏载量输入工况下的仿真求解,得到了车辆侧翻临界举升状态下的轮胎、悬架和货箱侧翻贡献度变化规律。结果表明,侧翻贡献度能够有效反映出不同工况下车辆作业侧倾稳定性的主要影响因素。     

汽车侧翻稳定性研究

汽车侧翻是道路交通事故的主要形态之一.虽然对汽车横向稳定性,我国有一定的研究,但对于汽车侧翻稳定性的研究还不够深入.汽车侧翻研究根据汽车侧翻理论,建立起汽车侧翻模型,利用Matalab等模拟软件,对汽车的侧翻进行模拟,并具体分析影响侧翻的汽车因素,最终为优化汽车结构并提高汽车侧翻稳定性提供科学依据.     

基于遗传算法优化的BP神经网络侧翻预警算法

针对轮毂液压混合动力重型商用车,引入基于遗传算法优化的BP神经网络算法建立侧翻预警控制策略.首先,建立重型车辆3自由度侧翻参考模型,选取车辆侧翻预警算法的侧翻指标,并结合参考模型建立侧翻指标观测器;然后,在传统TTR(Time-To-Rollover)侧翻预警算法研究的基础上,引入遗传算法优化的BP神经网络(GANN)对传统的TTR预警算法进行优化,建立基于GANN-TTR的侧翻预警算法;最后,利用Truck Sim仿真软件建立整车模型,利用AMESim仿真软件建立轮毂液压系统模型,在Matlab/Simulink环境下实现侧翻预警算法,并通过Matlab/Simulink、Trucksim和AMESim三软件搭建联合仿真平台,选取阶跃转向和鱼钩转向两种典型工况进行仿真,对比传统TTR、传统BP神经网络以及基于GANN-TTR的侧翻预警算法的预警精度.仿真结果表明,基于GANNTTR的侧翻预警算法能够有效提高预警精度,通过方向盘转角和纵向车速进行算法修正后得到的曲线与理想预警曲线误差最小达5%.     

面向侧翻试验的线控主动转向试验台架构建

为了研究通过线控主动转向系统实现的侧翻控制,需要建立合适的试验台架.首先分析了面向侧翻的线控主动转向硬件在环实验平台结构,建立了整车模型、实验管理软件和硬件平台.硬件平台中包括转向器、磁粉制动器转矩模拟加载装置和数据采集装置.分别在75°方向盘角脉冲、25°方向盘角阶跃、20km·h~(-1)车速紧急调头、80km·h~(-1)车速双移线和70km·h~(-1)车速蛇形工况下,对仿真和实验下的表征整车侧翻程度的车身侧倾角进行了监测,得到两种结果相近,说明了该试验台架的侧翻实验的适用性.     

半挂汽车TTR预警及防侧翻控制

为及时提醒驾驶员半挂汽车的侧翻危险状态并对车辆的侧翻危险状态进行控制,以TruckSim中的半挂汽车作为真实车辆,考虑汽车运行过程中的过程噪声以及量测噪声,利用Kalman滤波技术实时估计半挂汽车的运行状态。以车辆的横向载荷转移率为侧翻指标,建立了基于模型预测的TTR(time-to-rollover)侧翻预警算法,并结合最优控制算法,制定了基于TTR侧翻预警的防侧翻控制策略。通过仿真分析,此控制策略可以有效提醒驾驶员半挂汽车的侧翻危险状况,并有效控制半挂汽车的侧翻危险状态,防止侧翻危险的发生。     

汽车弯道防侧滑/侧翻控制器设计

对自动化公路系统弯道上汽车防侧滑/侧翻控制系统进行了研究.在汽车驶入弯道前计算安全车速,建立车辆运动学模型,采用积分反推方法设计了直道制动减速阶段的速度控制器,通过引入虚拟控制变量设计了弯道车道保持阶段的位姿控制器.根据车辆动力学简化模型设计了动力学控制器进行仿真试验,车辆以安全车速通过弯道.试验表明所设计的控制器具有快速、准确跟踪和全局稳定的特性,能有效避免发生侧滑/侧翻的危险工况,保证车辆行驶安全性和方向稳定性.     

非满载罐式汽车准静态侧翻阈值的计算与分析

非满载罐式汽车稳态转向时,由于罐内液体的晃动,其侧翻稳定性低于相同类型运输固体货物的汽车。通过建立非满载罐式汽车准静态侧翻模型,推导出了非满载罐式汽车稳态转向时的侧翻阈值,并对其影响因素进行了分析,提出了改善罐式汽车侧翻稳定性的方法,为罐式汽车防侧翻控制系统的开发打下基础。     

客车侧翻碰撞中安全带对乘员损伤的影响分析

参照欧洲ECE R66法规要求,建立客车侧翻仿真模型及其乘员约束系统模型。利用LS_DYNA软件对客车侧翻碰撞试验和客车座椅动态试验进行模拟分析,并与试验结果进行对比,结果表明,有限元模型具有较高的精度。将4个HybridⅢ50%男性假人模型放置在客车最薄弱的车身段座椅上。对客车侧翻过程中,3种约束条件(无安全带、两点式安全带和三点式安全带)的乘员损伤情况进行分析。研究结果表明:无安全带约束时,假人头部和颈部将受到严重损害;两点式安全带和三点式安全带对于所有假人颈部及胸部的保护效果相近;两点式安全带能有效降低大部分假人的头部损伤风险,但碰撞侧外侧假人头部损伤值仍较高。     

液化天然气翻滚临界密度差的数值研究

液化天然气(liquefied natural gas, LNG)在充装和储运过程中,密度差分层现象易导致翻滚行为,对LNG储罐安全造成极大威胁。当初始密度差小于临界密度差时,储罐内相邻两层LNG的混合过程较平稳;当初始密度差大于临界密度差时,LNG翻滚强度显著增大,混合过程趋于剧烈。因此,研究不同罐容储罐的翻滚现象与临界密度差之间的联系尤为重要。采用商业数值软件FLUENT分别对5 000、10 000、30 000、50 000、80 000、100 000、120 000、160 000 m³储罐内分层LNG的翻滚现象进行数值分析,获得多罐容LNG储罐内的翻滚现象随初始密度差的变化规律,并确定各罐容的临界密度差范围。研究发现：LNG翻滚流速随着分层初始密度差的增加而增加,初始密度差是影响LNG翻滚的直接原因;同时,LNG翻滚的最大速度与初始密度差呈线性关系,即：当初始密度差越大,翻滚时最大速度越大,表征翻滚越剧烈,该线性关系式中的系数并非定值,其大小与储罐高度和直径等尺寸参数相关;此外,LNG发生翻滚时存在临界密度差,与储罐直径满足二次方函数关系,临界密度差...     

ADXL203型加速度传感器在汽车侧翻预警系统中的应用

设计了一种基于MEMS加速度传感器的汽车侧翻预警系统,通过对汽车侧翻数学模型分析,以汽车发生侧翻的最大倾侧角度作为阈值门限进行预警。由MSP430F149单片机对ADXL203型加速度传感器采集的数据进行分析处理。计算出汽车当前倾侧角度和继续维持当前状态行驶至出现侧翻的时间并做出提前预警。使驾驶员能够有充足的反应时间,防止汽车产生侧翻。     

基于临界值权重的大客车防侧翻及路径恢复控制研究

针对大客车在山区公路危险工况下不能兼顾防侧翻控制与路径偏离控制的问题,文章提出了一种大客车防侧翻及路径偏离恢复协调控制策略。利用防侧翻及路径偏离恢复临界值权重控制方法,对大客车在危险工况下侧翻危险系数及偏离车道危险系数进行了实时预估,并根据危险系数临界值进行控制方法的权重分析,利用Matlab/Simulink平台建立了多自由度整车模型,对所提出的大客车稳定性控制策略进行了仿真分析。分析结果表明,所提出的方法在一定程度上能实现大客车侧翻稳定性与路径偏离的协调控制,在降低大客车侧翻危险性的同时减少大客车路径偏离程度,有效提高了大客车在山区公路或其他工况下的行驶稳定性。