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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
汽车侧翻是危险性较大的交通安全事故。对于由不当操作引起的汽车侧翻，可以通过对汽车运行状态参数和行驶环境参数的实时量测或估计对可能发生的侧翻进行预警，驾驶员如果能够及时采取有效措施有可能避免侧翻。车辆侧翻预警技术与车辆侧倾稳定性分析和车辆实时状态的获取关系密切，前者的研究可以确定车辆发生侧翻时的稳定边界，后者的研究可以了解当前车辆的运动状态和所处行驶环境信息。侧翻预警技术能够通过减少车辆发生侧翻的几率以提高汽车的行车安全。本文主要研究了基于状态参数估计的车辆侧翻预警算法。论文首先系统性地分析了不同行驶条件下的车辆侧倾稳定性能，为分析车辆的侧倾稳定极限和选择估计的状态参数提供了依据。然后提出了一种基于临界车速的车辆侧翻预警算法，该算法的核心是分析计算车辆侧翻时的侧倾稳定极限。论文还设计了与车辆侧倾稳定极限关系密切的道路横坡角和侧风的估计器，并基于驾驶模拟器设计了驾驶员在环试验和硬件在环试验，对所提出的预警算法和设计的预警终端进行了测试和评价。本文研究工作能为主动预防交通事故提供关键技术支撑，对保障行车安全、提高运输效率有重要作用。本文主要研究工作包括：（1）系统性地分析了不同行驶条件下的车辆侧倾稳定性能。将路面附着条件对轮胎力的限制定义为摩擦锥面，通过比较质心位置角和摩擦锥面的位置关系，分别从路面附着条件、道路横向坡度和路面不平度三个方面分析道路条件如何影响车辆侧倾稳定性能。分别从风速、来流方向和来流密度三个方面分析了侧风对车辆侧倾和侧向运动响应的影响。 （2）提出了基于临界车速的侧翻预警算法。该算法包括车辆侧倾稳定极限值确定，转弯半径估计和临界车速计算三部分。所设计预警算法通过计算车辆的侧倾稳定极限RSL确定车辆运动的侧倾稳定边界，该极限值考虑了车辆悬架的影响、车辆的动态特性和道路横向坡度对车辆侧倾稳定性能的影响。所提出的预警算法考虑了路面附着特性对侧翻预警的影响，避免了将侧滑误报为侧翻。定义了侧倾稳定车速、临界车速和报警车速并给出了相应的计算方法。（3）设计了道路横坡角和侧风实时估计器，并应用于车辆侧翻预警算法。提出了用于估计器设计的2自由度非线性车辆模型。基于单纯形算法设计了道路横坡角和车辆质心侧偏角联合估计器，其中估计质心侧偏角的目的在于计算车辆侧向动力学响应，对量测侧向加速度中的侧向动力学响应部分进行解耦，实现了在稳态和瞬态工况下对道路横坡的全面估计。基于多模型切换算法设计了侧风估计器，用于估计由侧风引起的当量侧向力大小。多模型确定的依据是国家已有的侧风分级标准和应用车型侧迎风面积。（4）为了验证所设计的侧翻预警算法，本文基于驾驶模拟器进行了驾驶员在环和硬件在环试验。制定了驾驶员在环试验方案对所设计的预警算法进行验证。通过主观评价和进一步的结果分析对所设计的侧翻预警算法进行验证。重点考察预警算法的准确性、鲁棒性和可靠性。主要研究内容通过软件仿真、驾驶员在环和硬件在环试验进行了验证，研究表明：（1）提出的基于车速的侧翻预警算法能够对可能发生的侧翻提前预警，并且对车辆载荷变化、轮胎磨损和质心位置变化有一定的鲁棒性。预警后驾驶员若能对车辆施加制动干预，仿真试验表明该预警算法能够有效地减少侧翻的发生。（2）设计的基于单纯形算法的道路横坡角和车辆质心侧偏角联合估计器能够在道路横坡角变化的路面给出较好的道路横坡角估计结果，特别是在车辆转向的工况下能够将车辆侧向运动引起的侧向加速度进行解耦，道路横坡角估计结果优于现有静态道路横坡角计算方法。（3）设计的基于多模型切换算法的侧风估计器能够对阶跃侧风和随机侧风进行估计，通过在优化函数中瞬态误差和稳态误差权重值的设置保证了较高的观测精度。（4）开发的驾驶模拟器能够提供驾驶员在环或硬件在环试验的环境。通过多人参与的驾驶员在环试验对所设计预警算法进行主观评价，结果表明所设计的基于临界车速的车辆侧翻预警算法能够准确预防侧翻的发生，并且算法能够适应不同的道路环境和车辆结构参数的变化。且参与评价人员对预警装置的使用体验较好。 |
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发表于 2022-8-30 11:32:24
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