1. 研究目的与意义
汽车侧翻是一项重要的安全问题,根据美国公路安全局的统计,汽车侧翻事故的危害程度仅次于汽车碰撞而居于第二位。汽车发生侧翻时,驾驶员往往来不及采取必要措施,而侧翻事故的危害则是致命的。汽车侧翻已成为全世界瞩目的安全问题。为了减少汽车侧翻事故,保护车上人员的安全,需要提出一种有效的预警算法来防止侧翻事故。
2. 国内外研究现状分析
2001 年,Chen 和 Peng 提出基于 TTR(Time To Rollover)侧翻时间预测的侧翻动态预警算法。该算法易于理解,而且提供了一套动态预测侧翻危险的算法。2008 年,美国俄亥俄州立大学的 H.Yu提出依据实时 TTR 矩阵作为侧翻危险判据的重型车辆侧翻预警及控制算法。该算法把 TTR 值进行了两级分类,一级(level-one)TTR 值可以在速度变化大的工况下迅速准确的侧翻预警;二级(level-two)TTR 值可以在剧烈转向工况下提前准确侧翻预警。2008 年,朱天军在主动悬架系统上建立基于 LQR 最优控制的全局增益调度算法,进行重型半挂车主动侧倾控制,该算法相对与被动悬架可以提高车辆侧倾稳定性 30%以上。2009 年,南京林业大学刘静利用 ADAMS 进行重型半挂液罐车防侧翻主动控制与预警策略仿真分析。2007-2009 年,吉林大学对重型半挂车横摆稳定性控制进行了研究,ADAMS、Matlab 及 Trucksim 中建立了重型半挂车侧倾/横摆动力学模型,探索车辆结构参数、运动参数对重型半挂车侧倾/横摆动力学的影响。
3. 研究的基本内容与计划
1)车辆侧翻动力学分析并建立侧翻数学模型。2)制定侧翻因子来判定车辆侧翻标准。3)确定预警的方法。4)在Matlab/Simulink中建立预警的仿真模型。5)在Carsim软件中建立车辆侧翻模型。6)利用Carsim/Simulink进行联合仿真。7) 在操作稳定性标准试验工况下进行转向稳定性的试验(在联合仿真环境下)。8) 在其他试验工况下进行转向稳定性的试验(在联合仿真环境下)。9) 对仿真结果进行时域和频域处理。10) 对相关仿真数据进行处理和研究。
研究计划:1.理论学习,收集整理资料阶段(3.1 4.15) 对指定阅读资料进行学习、研究,熟悉课题,收集相关资料,确定基本思路。2.设计、试验及论文撰写阶段(4.16 5.25) 在理论研究及实际调研基础上进一步整理综合相关资料,进行定性试验、研究设计、计算、绘图及撰写论文。3.准备答辩阶段(5.26 5.28)
4. 研究创新点
利用Matlab/Simulink软件建立预警的仿真模型,Carsim软件建立车辆侧翻模型并进行的联合仿真,可以较为真实的模拟出车辆在各工况下转向时车辆的稳定性,通过对仿真数据进行时域和频域的处理,得到更加系统的侧翻数据。
