[发明专利]一种危化品运输车防侧翻预警方法

权利要求书

1.一种危化品运输车防侧翻预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：车轴中心处建立直角坐标系yoz，在车轴中心处与罐体中心处设置位置传感器，测得罐体中心相对于车轴中心坐标系在y轴与z轴的侧偏量和

步骤2：由步骤1确定罐体中心的侧倾角，建立罐体晃动时，罐体在坐标系yoz上的椭圆方程；

步骤3：在罐体等长处选取多个截面安装液位传感器，实时监测罐内液体表面与罐体交点A(y₁,z₁)，B(y₂,z₂)的位置，液位传感器在罐体晃动时的y′o′z′坐标系中监测得A(y′₁,z′₁)和B(y′₂,z′₂)两点的坐标，并将坐标A(y′₁,z′₁)和B(y′₂,z′₂)转换至yoz坐标系中，建立液体自由面直线方程；

步骤4：计算晃动罐体某一截面D处罐体的横截面、截面D对应y轴坐标的截面面积距、截面D对应z轴坐标的截面面积距，从而确定截面的质心坐标；

步骤5：在罐体上选取多个截面安装液位传感器，实时检测液面质心位置，在液体晃动传递过程中可推断出多个截面的质心位置，通过最小二乘法多项式拟合质心传递轨迹，确定罐体截面的质心侧偏角；

步骤6：由步骤5拟合质心传递轨迹及质心侧偏角进行预警；

通过拟合轨迹预测后续质心偏移位置，提前计算并设定质心偏移角阈值θ_k和-θ_k为一侧车轮载荷为0时罐内液体质心的偏移位置，当车辆受到路面不平激励或转弯时，罐内液体晃动质心偏移量超过所设阈值θ_k或-θ_k，由于车辆左右惯性力矩的影响，此时罐体头部有侧倾风险，而车辆还未达到侧翻状态，车辆在这段时间内通过驾驶室显示屏和报警器对驾驶员发出侧翻风险预警。

2.根据权利要求1所述的一种危化品运输车防侧翻预警方法，其特征在于，所述步骤2中罐体中心的侧倾角及罐体晃动时，罐体在坐标系yoz上的椭圆方程分别为：

侧倾角：

椭圆方程：

其中，a,b分别是椭圆罐体的短轴与长轴。

3.根据权利要求1所述的一种危化品运输车防侧翻预警方法，其特征在于，所述步骤3中将坐标A(y′₁,z′₁)和B(y′₂,z′₂)转换至yoz坐标系中，建立液体自由面直线方程具体为：

在y′o′z′坐标系中监测得到的A(y′₁,z′₁)和B(y′₂,z′₂)变化成A(y₁,z₁)和B(y₂,z₂)，液体自由面看做A(y₁,z₁)，B(y₂,z₂)两点组成的直线，其直线方程为：

4.根据权利要求1所述的一种危化品运输车防侧翻预警方法，其特征在于，所述步骤4中确定截面质心坐标的具体操作为：

1)晃动罐体某一截面D处罐体的横截面积为：

2)截面D对应y轴坐标的截面面积距为：

3)截面D对应z轴坐标的截面面积距为：

则所述截面的质心坐标为：

5.根据权利要求1所述的一种危化品运输车防侧翻预警方法，其特征在于，所述步骤5中质心传递轨迹及罐体截面的质心侧偏角分别为：

质心传递轨迹为：

f(x)＝a₁c₁(x)+a₂c₂(x)+a₃c₃(x)+…+a_mc_m(x)

其中，a₁、a₂、a₃…a_m为质心轨迹待定系数；在罐体上选取多个截面安装液位传感器，实时检测液面质心位置，在液体晃动传递过程推断出的多个截面的质心位置分别为c₁、c₂、c₃…c_m；

罐体截面的质心侧偏角为：

其中，分别表示坐标系y′o′z′相对于车轴中心P点在y轴与z轴的偏移量。