[发明专利]一种车辆横向载荷转移率计算方法

说明书

本发明公开了一种基于偏最小二乘回归(PLS)的半挂汽车列车横向载荷转移率计算方法。该方法包括：将半挂汽车列车分为牵引车和半挂车，分别考虑其状态量和载荷转移率；根据半挂汽车列车动力学模型建立车辆状态观测器和载荷转移率观测器；以0到t时刻的车辆状态量为自变量，载荷转移率为因变量，进行偏最小二乘回归，得到因变量关于自变量的多元线性回归方程组；将t+1时刻车辆状态代入方程组，计算出t+1时刻的载荷转移率；迭代时刻为1到t+1，进行偏最小二乘回归，得到新的多元线性回归方程组；不断迭代，可计算出所有时刻载荷转移率。本发明的有益技术效果是：不需要依靠传感器作为车辆状态数据来源，可准确计算出横向载荷转移率。

技术领域

本发明涉及一种基于偏最小二乘回归(PLS)的半挂汽车列车横向载荷转移率计算方法，属于汽车安全设计领域。

背景技术

半挂汽车列车重心高、重量大、轮距窄，且牵引车和挂车耦合关系复杂，具有后部放大特点，因此其侧翻稳定阈值低，极易发生侧翻。基于静态门限值的侧翻预警方法通过分析车辆侧向加速度、侧倾角等静态指标进行侧翻预警，但其预警精确性不足；基于动态门限值的侧翻预警方法通过考虑车辆实时动力学特性来推算车辆侧翻状态，提高侧翻预警准确性。横向载荷转移率是最常用的动态侧翻预警指标之一，其定义为车辆左右两侧车轮上的垂直受力载荷之差与垂直受力载荷之和的比值，但车轮的垂直受力载荷难以直接测量，无法直接根据其定义计算横向载荷转移率，因此寻找一种能方便、准确的计算横向载荷转移率的方法具有重大意义。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种基于偏最小二乘回归(PLS)的半挂汽车列车横向载荷转移率计算方法，其创新在于：不需要依靠传感器作为车辆状态数据来源，也可以计算出半挂汽车列车横向载荷转移率，为车辆侧翻预警提供准确的侧翻预警指标。

本发明采取的技术方案是：

步骤1：将半挂汽车列车分为牵引车和半挂车两部分，分别考虑其状态量和横向载荷转移率；

步骤2：建立半挂汽车列车动力学模型，并设计车辆状态观测器和横向载荷转移率观测器；

步骤3：以车辆状态量为自变量，横向载荷转移率为因变量，将0到T时刻自变量和因变量作为PLS数据集，对其进行偏最小二乘回归，得到因变量关于自变量的多元线性回归方程组，将T+1时刻车辆状态量代入方程组，计算出T+1时刻的横向载荷转移率；

步骤4：将1到T+1时刻自变量和因变量作为新的PLS数据集，对其进行进行偏最小二乘回归，得到新的因变量关于自变量的多元线性回归方程组，不断迭代时刻，计算出所有时刻横向载荷转移率。

所述步骤1中，考虑的车辆状态量为牵引车的质心偏角β₁、横摆角速度ω_r1、侧倾角和半挂车横摆角速度ω_r2、侧倾角五个状态量，考虑的横向载荷转移率为牵引车横向载荷转移率LTRC和半挂车横向载荷转移率LTRT。

所述步骤2中，半挂汽车列车动力学模型为：

将其转换为状态方程标准形式：

式中：

V＝[-2k₁ 0 -2a₁k₁ 0 0 0 0 0]^T