[发明专利]道路清障车的自动扶正控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种道路清障车清障救援时的自动扶正控制方法，尤其涉及客车等营运车辆发生侧翻交通事故后，道路清障车现场清障救援，进行扶正操作时的自动控制算法。

背景技术

道路清障车是道路交通事故应急救援的主要装备，对于翻车等事故形态进行清障救援时，主要利用道路清障车的扶正功能。目前，国内扶正作业主要有以下两种：一种以事故车辆着地轮胎为轴，利用道路清障车或汽车起重机的吊臂将事故车辆起吊，在重力作用下完成扶正，扶正操作简单，但缺乏保护，极易对事故车辆造成二次损伤，引发二次事故；一种利用道路清障车所配备双卷扬，即主、副卷扬，由救援人员手动控制主副卷扬，主卷扬开始提供动力使事故车辆翻转，副卷扬作为保护，待翻转过重心位置后，主卷扬作为保护，副卷扬克服重力使事故车辆平稳落地，完成扶正工作，该过程需要救援人员根据车辆姿态及时调节两卷扬位移，调节操作由救援人员的经验决定，不能保证扶正过程的平稳，且捆扎复杂，自动化程度低、救援效率低下，不利于及时恢复交通，减少道路拥堵时间。国外道路清障车多配备四到六个卷扬，扶正原理与双卷扬基本一致，只是通过多卷扬配合，使得扶正过程更加平稳，快速。

综合国内外情况，道路清障车扶正作业，主要由清障救援人员手动控制，具体操作取决于清障救援人员的经验，规范性差，重复性差，自动化程度低，严重影响救援效率。特别是国内，采用双卷扬扶正，捆扎复杂，而且不能保证扶正过程的稳定性。

为克服上述方法的局限性，本发明将针对道路清障车扶正过程中稳定快速的要求，提供一种先进可靠的自动化解决方案。

发明内容

本发明主要是针对现有技术的不足，提供了一种适用于道路清障车现场清障救援的扶正作业、实现自动化和智能化扶正的道路清障车的自动扶正控制方法。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

道路清障车的自动扶正控制方法，其具体步骤包括：

首先建立道路清障车扶正模型；

输入事故车辆特征参数，并获取控制规律；

在获得控制规律的基础上，以道路清障车扶正系统液压元件为依据，合理设置参数，搭建道路清障车扶正系统液压回路模型；

搭建常规PID（比例微分积分）控制系统和VAPID（变参数比例微分积分）控制系统的模型；

道路清障车扶正系统液压回路模型与常规PID控制系统和VAPID控制系统的模型进行联合仿真；

采用VAPID控制算法对系统液压回路模型扶正过程进行控制。

 作为本发明的一优选实施例，所述建立道路清障车扶正模型为简化模型，将事故车辆以长方体刚体代替，不考虑侧向位移，将扶正过程简化为定轴转动，模型采用四卷扬，其中主、副卷扬各两个，为保证扶正过程平稳，以扶正过程中事故车辆姿态作为控制对象，得到四个卷扬位移规律如下：

      （1）  

      （2）

                      （3）

                      （4）

其中：所述PM、PL、QJ、QK分别为第一主卷扬、第二主卷扬、第一副卷扬、第二副卷扬位移，a表示事故车辆车高，b表示事故车辆车宽，c代表事故车辆车长，d为事故车辆前悬长度，f为事故车辆前悬长度与轴距长度之和，P点坐标（x₁,y₁,z₁）为道路清障车主卷扬在吊臂上固定滑轮位置坐标,Q点坐标（x₂,y₂,z₂）为道路清障车副卷扬在吊臂上固定滑轮位置坐标，α为扶正过程中事故车辆翻转角度。

作为本发明的一优选实施例，所述输入事故车辆特征参数，并获取控制规律的步骤包括：输入事故车辆与道路清障救援车位置的几何关系，以及事故车辆扶正过程中的角速度，根据四个卷扬位移规律（1）-（4）计算得到扶正过程中各个卷扬的位移曲线；扶正过程中，通过各卷扬工作得到的位移随时间变化的曲线为控制规律，其中，该位移曲线的变化量即为各卷扬收放绳索的长度，负值表示绳索收紧，正值表示卷扬放绳。

作为本发明的一优选实施例， VAPID控制算法的参数调整公式如下：

 ；      （5）    

；          （6）

                 。        （7）