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窄型车辆倾翻机构对驾驶员心理生理状态的影响

郭钟星

本文提出了一种倾斜车辆的综合稳定性控制策略。这项工作通过在最优控制设计中引入并强制实施侧倾包络来扩展基于包络的横向稳定性控制器。仅当预测的车辆状态离开安全范围时，才采用模型预测控制器（MPC）方案来应用控制工作。利用控制器的预测特性来处理主动倾斜控制中的非最小相位问题。通过CarSim中的仿真表明，采用基于包络线的控制方案，可以大大减少维持窄型车辆侧倾稳定性的控制工作量。集成控制器还提高了车辆的操控性能，同时仍保证了其横向和侧倾稳定性。它可应用于新兴的城市交通狭窄倾斜汽车以及具有半主动或主动悬架的传统车辆。本文通过考虑运动控制的侧倾自由度来扩展集成横向稳定控制器。为车辆的高级控制器提出了一种基于侧翻指数的包络方法来管理侧翻稳定性和控制能耗。然后使用可重新配置的最佳控制分配将所需的稳定力分配给可用的执行器。可重新配置的方法提供了为系统选择不同执行器的自由，而无需重新设计控制器。最优的控制分配也保证了可行性和系统的鲁棒性。通过 CarSim 中的仿真表明，

为了解决交通拥堵、停车位不足等交通问题，人们提出了窄倾斜车辆。尽管提出了许多提高窄倾斜车辆稳定性的方法，但对窄倾斜车辆对用户影响的研究还不够。本研究的目的是探讨窄型车辆倾斜机构对驾驶员心理生理状态的影响作为基础研究。关注可用性组成部分中的用户满意度，倾斜机制影响用户心理状态的假设，以及基于大脑活动的额叶 α 不对称性、β 波与 α 波功率等生理指标对于

 

 

 

评估状态进行了测试。实验中使用带有倾斜机构的车辆进行了基于罗素回旋模型的情绪状态主观评估和脑电图（EEG）测量。结果，与对照车辆相比，在倾斜车辆的情况下，受试者评估和基于脑电图的生理指数都显示出明显更高的唤醒值和效价。这些结果表明，倾斜机制可以提高狭窄车辆使用者的唤醒度和效价水平。狭窄的通勤车辆可以解决与城市交通相关的许多拥堵、停车和污染问题。在使狭窄车辆安全、舒适并为公众所接受的过程中，主动倾斜控制系统可能会发挥至关重要的作用。本文致力于开发窄型车辆的动态模型，可用于主动倾斜控制系统的设计和评估。该模型有四个自由度，包括横向和倾斜动力学。考虑了车轮旋转引起的陀螺力的影响和前轮拖距的影响，但忽略了二次耦合效应，以保持模型的易处理性。本文使用该模型来了解车辆倾斜对转弯所需转向角的影响、任何指定转弯操作所需的倾斜角以及陀螺力矩对瞬态倾斜/转弯操作的影响。对模型方程的研究还可以深入了解如何设计狭窄的车辆以实现自稳定。