面向汽車操縱穩(wěn)定性的人椅系統(tǒng)動力學模型研究與參數(shù)識別.pdf

1、集輕量化、微型化、電動化于一身的小尺度電動車,具有十分明顯的節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢,將成為汽車行業(yè)發(fā)展的一個重要的方向,但在操縱穩(wěn)定性方面產(chǎn)生了新的理論和技術問題。
　　本文以國家自然科學基金《面向小尺度電動車的人機動力學行為耦合與建模方法研究》為背景,面向小尺度電動車操縱穩(wěn)定性,研究坐姿人體與汽車連接的人椅界面的力學特性,建立了人椅系統(tǒng)動力學模型,并識別出模型參數(shù)。本文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　①在分析歷來的三自由度、

2、九自由度人椅生物力學模型的基礎上,從人機動力學耦合作用的特點出發(fā),依據(jù)集總參數(shù)建模法,建立了將人體看作是由上、下兩個質(zhì)量塊,18個彈簧和18個阻尼組成的十二自由度線性模型。此模型能在縱向、垂向、橫向三個方向轉(zhuǎn)動和平動。
　?、诟鶕?jù)試驗需求,研制出一臺能向人體施加縱向、垂向、橫向的平動和轉(zhuǎn)動激勵的人椅系統(tǒng)低頻振動試驗臺。它是通過不同的拆裝組合,用電機驅(qū)動曲柄連桿機構(gòu),實現(xiàn)對人體6個方向的加振。因為是針對低速行駛的小尺度電動車,所以振

3、動試驗臺的振動頻率為0.5-5HZ,振幅為4mm。
　?、圻x取受試者進行人椅系統(tǒng)振動試驗。用微型航空姿態(tài)系統(tǒng)測出人體體表和臺架底板的直線加速度和角速度,在ADAMS中建立受試人體模型。根據(jù)GB/T17245-2004,求出受試人體的質(zhì)心位置和轉(zhuǎn)動慣量。最后,經(jīng)過坐標變換,計算出人體質(zhì)心處加速度和角速度。
　?、茉贏DMAS中建立的人椅系統(tǒng)振動模型進行仿真。根據(jù)仿真結(jié)果對人體受到振動的運動方程適度簡化,采用MATLAB中優(yōu)化工