Avanços em Engenharia Automobilística
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Abstrato

Efeitos do mecanismo de inclinação de um veículo estreito nos estados psicofisiológicos do motorista

Jongseong Gwak

Este artigo propõe uma estratégia de controle de estabilidade integrada para veículos basculantes. O trabalho estende o controlador de estabilidade lateral baseado em envelope introduzindo e reforçando o envelope de rolagem no projeto de controle ideal. O esquema do controlador preditivo do modelo (MPC) é adotado para aplicar o esforço de controle somente quando os estados previstos do veículo estão deixando os envelopes seguros. O problema de fase não mínima no controle de inclinação ativo é tratado utilizando o recurso preditivo do controlador. É mostrado por meio da simulação no CarSim que, ao adotar o esquema de controle baseado em envelope, o esforço de controle para manter a estabilidade de rolagem de veículos estreitos pode ser bastante reduzido. O controlador integrado também melhora o desempenho de manuseio do veículo, ao mesmo tempo em que garante sua estabilidade lateral e de rolagem. Ele pode ser aplicado aos carros estreitos basculantes emergentes para transporte urbano, bem como veículos convencionais com suspensões semiativas ou ativas. Este artigo estende o controlador de estabilidade lateral integrado considerando os graus de liberdade de rolagem para controle de movimento. Uma abordagem de envelope baseada no índice de rolagem é proposta para o controlador de alto nível do veículo para gerenciar a estabilidade de rolagem e o consumo de energia de controle. As forças de estabilização desejadas são então distribuídas para atuadores disponíveis usando uma alocação de controle ideal reconfigurável. A abordagem reconfigurável fornece a liberdade de selecionar diferentes atuadores para o sistema sem redesenhar o controlador. A alocação de controle ideal também garante a viabilidade, bem como a robustez do sistema. É mostrado por meio da simulação no CarSim que, ao adotar a abordagem de controle proposta, o esforço de controle de inclinação é reduzido e o manuseio do veículo, bem como a estabilidade em movimentos laterais e de rolagem, podem ser ainda mais aprimorados.

Veículos estreitos de inclinação foram propostos para resolver problemas de transporte, como congestionamento de tráfego e falta de espaço para estacionamento. A investigação dos efeitos de veículos estreitos de inclinação no usuário é insuficiente, embora muitos métodos para melhorar a estabilidade deles tenham sido propostos. O objetivo do presente estudo é investigar os efeitos do mecanismo de inclinação de veículos estreitos em estados psicofisiológicos do motorista como um estudo fundamental. Focado na satisfação do usuário entre os componentes da usabilidade, as hipóteses de que um mecanismo de inclinação afeta o estado psicológico do usuário e que os índices fisiológicos, como assimetria alfa frontal, onda beta por potência de onda alfa com base na atividade cerebral são válidos para

Avaliar o estado foi testado. A avaliação subjetiva de estados emocionais com base no modelo circunflexo de Russell e a medição da eletroencefalografia (EEG) foram realizadas no experimento usando o veículo proposto com o mecanismo de inclinação. Como resultado, tanto a avaliação do sujeito quanto os índices fisiológicos com base no EEG mostraram um valor significativamente maior de excitação e valência no caso do veículo inclinado em comparação ao veículo de controle. Esses resultados sugerem que os níveis de excitação e valência de usuários de veículos estreitos podem ser melhorados por um mecanismo de inclinação. Veículos estreitos de transporte diário podem resolver muitos problemas de congestionamento, estacionamento e poluição associados ao transporte urbano. Ao tornar os veículos estreitos seguros, confortáveis ​​e aceitáveis ​​ao público, os sistemas de controle de inclinação ativos provavelmente desempenham um papel crucial. Este artigo se concentra no desenvolvimento de um modelo dinâmico para veículos estreitos que pode ser usado para o projeto e avaliação de sistemas de controle de inclinação ativos. O modelo tem quatro graus de liberdade, incluindo dinâmica lateral e de inclinação. A influência das forças giroscópicas devido às rodas giratórias e a influência da trilha da roda dianteira são incluídas, mas os efeitos de acoplamento secundários são ignorados para manter o modelo tratável. O modelo é usado neste artigo para entender a influência da inclinação do veículo no ângulo de direção necessário para curvas, o ângulo de inclinação desejado para qualquer manobra de curva especificada e a influência de momentos giroscópicos em manobras transitórias de inclinação/curva. Um estudo das equações do modelo também fornece insights sobre como veículos estreitos podem ser projetados para serem autoestabilizadores.