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.     

载货汽车多侧翻指标关联性分析与实用化表征方法研究

以优化载货汽车实用化侧翻预警指标表征方法为目的,针对3种侧翻指标(侧向加速度、侧倾角、横向载荷转移率)展开理论关联性分析和动力学仿真试验验证。基于简化的车辆侧倾动力学模型,推导3种侧翻指标关联模型,在Matlab/Simulink中建立基于某轻型载货汽车实际参数的非线性多自由度动力学模型,设置车速与转向角独立变化的2组阶跃转向工况,研究车辆侧翻指标定量关联性及实用化表征方法。通过最终稳定点的分布拟合得到侧倾角和横向载荷转移率与侧向加速度之间的线性数值化模型,进而验证了提出利用侧向加速度间接表征侧倾角和横向载荷转移率的实用化侧翻预警指标表征方法。结果表明:随着方向盘转角和车速的提高,侧倾角和横向载荷转移率与侧向加速度在整个仿真过程中能够快速趋于稳态。通过此法计算出的车辆侧倾角和横向载荷转移率,为后续车辆侧翻预警控制系统的设计提供了良好的指标基础。     

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。     

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%.     

山区道路车辆转弯行驶稳定性分析与控制

山区道路由于技术等级较低,车辆转弯时容易发生侧翻事故。在考虑双向坡度的条件下,运用达朗贝尔原理,建立了车辆转弯行驶的力学模型,推导出侧翻稳定系数的表达式。在给定参数下,利用Matlab软件进行仿真,分析各因素对转弯稳定性的影响,并提出了山区道路车辆侧翻预防对策与控制措施,为提升车辆的行驶稳定性、防止侧翻事故的发生提供了理论依据。     

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.     

车辆侧翻指标与侧翻风险因素分析

为了明确侧翻预警与防侧翻控制所需的侧翻指标和考察侧翻风险因素的影响程度,利用CarSim建立了SUV车辆的整车非线性动力学模型,基于仿真分析方法进行了鱼钩转向侧翻试验设计,并对试验结果进行了数理统计与分析.仿真试验结果表明:侧翻指标方面,轮胎载荷转移率指标在表征车辆侧翻方面具有较高的可信度;车辆的侧滑甩尾和转向能力与侧翻之间的关系取决于路面的附着情况;所提出的新的侧翻风险度量指标适于车辆复杂输入条件下分析了多个侧翻风险因素对侧翻风险的影响.     

微型货车高速转弯的改进模型预测防侧翻控制

为解决高速转向过程中,微型货车容易侧翻的问题,提出一种前馈反馈-史密斯预估-模型预测控制结合差动制动的防侧翻控制方法。首先建立三自由度车辆模型,得到纵向速度、横摆角速度、簧载滚转角的实际值,并与Carsim得到的理论值相减得到状态偏差,接着以车辆的归一化的零力矩点横向偏移为预警指标,设计模型预测控制(model predictive control, MPC)控制器计算附加横摆力矩,通过差动制动方法分配制动力矩,最终实现车辆防侧翻。通过Carsim和MATLAB/Simulink联合仿真,进行车辆转弯运动实验。实验结果表明,该控制方法可以有效提升微型货车在高速转向过程的稳定性,提高微型货车的安全性。     

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。     

基于感知悬架载荷的车辆防侧翻控制策略研究

车辆在弯道上行驶,造成车辆侧翻的严重事故日渐增多.本文将车辆簧载质量和整车加以分析,通过建立各自平衡力系,构建了车辆转弯时,外侧车轮悬挂簧载质量的预警和主动控制的临界压力解析式;采用位移传感器,侧向加速度传感器,侧向坡度传感器构建了基于感知悬架载荷的车辆防侧翻控制系统.     

半被动悬架系统对汽车侧翻稳定性的改善

针对汽车侧翻事故，提出采用半被动悬架系统来改善汽车侧翻稳定性的方法，建立了与系统相对应的模型，并对减振器阻尼档位调节的控制方式进行了讨论，确定了阻尼档位随侧向加速度而变化的关系。对系统的模拟分析得到，若对半被动悬架系统实施相应的控制，汽车在非直线行驶时的最大侧倾角、侧倾角速度和侧倾角加速度分别下降了66．5%、64．3%和65．0%，侧翻因子下降了36．8%，从而改善了汽车的侧倾状态，提高了汽车的侧翻稳定性。     

主动四轮转向系统对高速汽车侧风稳定性的控制研究

建立了考虑侧风作用的汽车三自由度非线性动力学模型,应用基于BP神经网络的模型,参考自适应控制方法设计了主动四轮转向控制系统,并对非线性汽车模型进行了控制仿真.仿真结果表明,主动四轮转向系统能够有效的减小侧风对高速行驶汽车运动状态的影响,提高侧风稳定性.     

俯视邻近行人风险量化分析方法

针对车载单目视觉行人风险程度量化问题,提出一种俯视邻近行人风险量化分析方法。采用图像逆透视映射,将行人位置坐标从图像坐标系映射到俯视二维世界坐标系。通过在俯视二维世界坐标系中构建车行风险场并预测行人运动轨迹,量化行人风险系数并根据其系数大小将行人目标划分为安全、警告和危险三种不同风险等级。仿真实验表明:该方法能够准确量化行人目标碰撞风险,准确判定具有碰撞危险行人目标,有助于提高智能车载自主巡航能力和先进辅助驾驶系统危险预警能力。     

汽车ESP系统模型和模糊控制仿真

汽车电子稳定系统（electronic stability program, ESP）是行驶车辆的一种主动安全系统。它综合了制动防抱死系统,驱动力控制系统和横摆力矩控制系统使行驶车辆的安全性得到很大地提高。建立了七自由度整车模型、magic formula 轮胎模型以及车辆参考模型,采用车辆质心侧偏角的状态差异法,应用模糊控制理论设计了质心侧偏角反馈控制器,将建立的模糊控制器模型和汽车动力学模型组合起来,并通过前轮转角阶跃输入和正弦输入,在常见的易于失稳的湿滑路面上对典型工况进行仿真。结果表明：所设计的控制器可以很好地控制汽车的横摆角速度和质心侧偏角,提高了车辆的稳定性。     

汽车被动安全技术指标简易评价的研究

通过对汽车交通事故中安全因素的分析,讨论了汽车被动安全技术中的两个方面——安全带和安全气囊的主要性能指标的评价方法,提出新的评价原则：并根据这一评价原则对各主要性能指标进行等级细化,综合计分的评价方法,对被动安全技术的指标进行评定,从而加强被动安全技术在汽车安全中所起的作用。     

基于．NET的食品安全预警系统研究

当前,食品安全已成为全球面对的难题。针对食品安全的预警是一个全新的研究领域,当前尚没有一套成熟的理论和技术。在分析.Net框架技术开发优势的基础上,设计了食品安全预警系统,并详析了系统的体系结构、运行模型和功能模块。     

大型露天矿运输安全控制与预警系统

采用安全系统工程的原理,结合信息论和控制论的思想,针对当前管理模式的不足,提出了"事故发现型"超前安全管理模式.针对矿山运输安全控制的非线性、多因素及多层次特点,建立了模糊综合评判模型.运用"4M要素"理论分析并提出了矿山运输事故控制及预防的措施.     

基于人机工程学的汽车驾驶室内仪表板的数字化参数优化设计

为提高汽车驾驶的安全性,使车辆在遇到突发情况时能采取合理的预防性措施,避免事故发生。提出一种基于人机工程学的汽车驾驶室内仪表板的数字化参数优化设计。首先构建了汽车仪表盘的主体模型,简单描述了仪表盘的数字化参数设计过程。测定汽车驾驶室内仪表盘主体框架的规格,计算生产过程中仪表盘在样板垂直投影区域的锁模力;依据锁模力设计仪表盘侧盖板结构。基于人机工程学理论确定最优数字化参数,设计仪表盘中心、角度及位置的数字化参数。实验发现,所设计的汽车驾驶室内仪表盘的重要按钮及信息几乎没有被遮挡,实现了仪表盘的数字化参数优化设计,提高了汽车驾驶室内的安全性能。     

全断面硬岩隧道掘进机隧洞钢拱架支护现场试验的力学性能及稳定性判断

以北疆供水二期KS隧洞工程为依托,通过实时监测钢拱架内外翼缘应力并分析其分布特征和变化规律,利用材料力学原理计算钢拱架轴力和弯矩,结合钢拱架稳定性判断流程分析其安全等级,研究结果表明,钢拱架整体表现为受压状态,同一测点处内侧应力普遍大于外侧应力,钢拱架应力最大值为50.88 MPa,位于边墙处。钢拱架轴力均为负值,表现为受压状态,最大值为-94.25 kN,位于边墙处。钢拱架弯矩自上而下逐步由负值变为正值,最大值为3.22 kN.m,位于拱肩处,稳定后除边墙外弯矩均为负值。通过钢拱架稳定性判断拱顶处稳定性等级为安全,拱肩、拱腰和边墙处为基本安全,施工中应加强观测,减少安全事故的发生。     

面向车辆纵向动力学控制的制动意图识别综述

制动意图识别作为新型线控制动系统控制的先决条件,其识别结果的优劣直接影响车辆控制系统的精度,进而影响特定工况下的车辆行车安全性,因此为了提高车辆的主动安全性,提升车辆的制动性能,针对车辆动力学中的纵向稳定性控制问题,以制动意图为切入点,介绍了目前制动意图的分类,概述了基于制动意图识别的车辆动力学控制的国内外研究现状;结合制动意图识别特征的选取问题,重点对比分析了几种典型的制动意图识别方法,包括模糊推理系统、神经网络、自适应神经模糊推理系统、隐马尔可夫模型和聚类分析;结合当下研究现状指出了合理选取特征参数、转换输出目标、多标准评价体系是面向车辆动力学控制的制动意图识别的研究重点和方向。