[发明专利]一种基于多体系统动力学的道路线形安全分析方法

权利要求书

1.一种基于多体系统动力学的道路线形安全分析方法，其特征在于包括如下步骤： 

（1）依据车辆动力学理论分析和关键控制参数，应用ADAMS对车辆模块建模； 

（2）创建能够反映路面特征谱的3D道路模型，具体包括以下步骤： 

（2-1）利用分段埃尔米特插值对道路线形设计进行数值分析和优化； 

（2-2）依据分析和优化的插值间距，应用纬地道路HintCAD输出道路线形的三维空间逐桩坐标表和超高值； 

（2-3）应用逐桩坐标表、超高值、路面条件和道路几何要素，创建反映路面特征谱的3D道路模型； 

（3）通过MATLAB和智能模糊PID算法，创建和优化车辆驱动控制文件和驱动参数文件，具体包括以下步骤： 

（3-1）基于道路试验条件和MATLAB，确定和创建T-S模糊控制器的输入-输出数据和结构辨识及参数辨识； 

（3-2）为强化模糊控制在平衡点附近的稳态控制精度，将T-S模糊控制器和PID控制器相结合，对控制算法进行优化，创建车辆驱动控制文件和驱动参数文件； 

（4）构建基于“模糊控制-车辆模块-3D道路”多体系统动力学的可视化仿真平台，通过MATLAB/T-S模糊PID对ADAMS中多体系统动力学仿真平台进行实时控制，依据车辆在道路上运行时反馈的动力学特征，即车辆纵向加速度、侧向加速度、侧倾角、侧滑角、俯仰角、横摆角、横摆角速度、横摆角加速度、转向盘转角及转向齿条行程作为动力学响应特征，分析路面条件和道路线形设计的一致性、协调性和安全性。 

2.根据权利要求1所述的基于多体系统动力学的道路线形安全分析方法，其特征是步骤（1）包括以下步骤： 

（1-1）利用多体系统动力学理论，对车辆转向系统、悬架系统和轮胎系统进行数值迭代非线性分析，得出关键控制参数和建模参数； 

（1-2）依据分析的关键控制参数和建模参数，通过ADAMS软件，创建和装配车辆模块。 

3.根据权利要求1所述的基于多体系统动力学的道路线形安全分析方法，其特征是步骤（2）中各步骤具体为： 

（2-1）道路线形边界长度的分段埃尔米特插值函数S(x)的表达式为： 

式中，y_j为第j段道路的给定函数值，α_j为第j段道路给定函数的插值基函数，m_j为第j段道路的给定函数导数，β_j为第j段道路给定函数导数的插值基函数。通过上式对道路线形进行数值分析和优化； 

（2-2）依据分段埃尔米特插值函数的分析和优化，通过不同道路分段中的插值间距值，应用纬地道路HintCAD输出道路线形的三维空间逐桩坐标表和超高值； 

（2-3）应用逐桩坐标表、超高值、路面条件和道路几何要素，通过Road/builder建模器，创建反映路面特征谱的3D道路模型。