Достижения в области автомобилестроения
Открытый доступ

Абстрактный

Влияние механизма наклона узкого транспортного средства на психофизиологическое состояние водителя

Jongseong Gwak

В этой статье предлагается интегрированная стратегия управления устойчивостью для наклоняющихся транспортных средств. Работа расширяет контроллер боковой устойчивости на основе огибающей путем введения и обеспечения огибающей крена в оптимальной конструкции управления. Схема контроллера прогнозирования модели (MPC) принята для применения усилия управления только тогда, когда прогнозируемые состояния транспортного средства выходят за пределы безопасных зон. Проблема неминимальной фазы в активном управлении наклоном решается путем использования предиктивной функции контроллера. С помощью моделирования в CarSim показано, что при принятии схемы управления на основе огибающей можно значительно сократить усилие управления для поддержания устойчивости к опрокидыванию узких транспортных средств. Интегрированный контроллер также улучшает характеристики управляемости транспортного средства, при этом гарантируя его поперечную и поперечную устойчивость. Его можно применять к новым узким наклоняющимся автомобилям для городских перевозок, а также к обычным транспортным средствам с полуактивной или активной подвеской. В этой статье расширяется интегрированный контроллер боковой устойчивости путем рассмотрения степеней свободы крена для управления движением. Для контроллера высокого уровня транспортного средства предлагается подход огибающей, основанный на индексе опрокидывания, для управления устойчивостью к опрокидыванию и потребления энергии управления. Затем желаемые стабилизирующие силы распределяются по доступным приводам с использованием перенастраиваемого оптимального распределения управления. Перенастраиваемый подход обеспечивает свободу выбора различных приводов для системы без перепроектирования контроллера. Оптимальное распределение управления также обеспечивает осуществимость и надежность системы. С помощью моделирования в CarSim показано, что при принятии предлагаемого подхода к управлению снижается усилие управления наклоном, а управляемость транспортного средства, а также устойчивость как при боковом, так и при креновом движении могут быть дополнительно улучшены.

Узкие наклонные транспортные средства были предложены для решения транспортных проблем, таких как пробки на дорогах, нехватка парковочных мест. Исследование влияния узких наклонных транспортных средств на пользователя недостаточно, хотя было предложено много методов для улучшения их устойчивости. Целью настоящего исследования является изучение влияния механизма наклона узких транспортных средств на психофизиологическое состояние водителя в качестве фундаментального исследования. Сосредоточившись на удовлетворенности пользователя среди компонентов удобства использования, гипотезы о том, что механизм наклона влияет на психологическое состояние пользователя, и что физиологические показатели, такие как фронтальная альфа-асимметрия, бета-волна на мощность альфа-волны, основанные на активности мозга, являются действительными для

Оценить состояние были проверены. Субъективная оценка эмоциональных состояний на основе циркумфлексной модели Рассела и измерение электроэнцефалографии (ЭЭГ) были выполнены в эксперименте с использованием предлагаемого транспортного средства с механизмом наклона. В результате как оценка субъекта, так и физиологические индексы на основе ЭЭГ показали значительно более высокое значение возбуждения и валентности в случае наклонного транспортного средства по сравнению с контрольным транспортным средством. Эти результаты показывают, что как уровень возбуждения, так и уровень валентности пользователей узких транспортных средств могут быть улучшены с помощью механизма наклона. Узкие пригородные транспортные средства могут решить многие проблемы с заторами, парковкой и загрязнением, связанные с городским транспортом. В обеспечении безопасности, комфорта и приемлемости узких транспортных средств для общественности активные системы управления наклоном, вероятно, будут играть решающую роль. В этой статье основное внимание уделяется разработке динамической модели для узких транспортных средств, которая может быть использована для проектирования и оценки активных систем управления наклоном. Модель имеет четыре степени свободы, включая боковую и наклонную динамику. Влияние гироскопических сил, вызванных вращающимися колесами, и влияние следа передних колес включены, но вторичные эффекты связи игнорируются, чтобы сохранить управляемость модели. Модель используется в этой статье для понимания влияния наклона транспортного средства на угол поворота, необходимый для поворота, желаемый угол наклона для любого указанного маневра поворота и влияние гироскопических моментов на переходные наклоны/маневры поворота. Изучение уравнений модели также дает представление о том, как узкие транспортные средства могут быть спроектированы так, чтобы быть самостабилизирующимися.