面向汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的人椅系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型研究與參數(shù)識(shí)別.pdf

1、集輕量化、微型化、電動(dòng)化于一身的小尺度電動(dòng)車(chē),具有十分明顯的節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì),將成為汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的一個(gè)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(shù)問(wèn)題。
　　本文以國(guó)家自然科學(xué)基金《面向小尺度電動(dòng)車(chē)的人機(jī)動(dòng)力學(xué)行為耦合與建模方法研究》為背景,面向小尺度電動(dòng)車(chē)操縱穩(wěn)定性,研究坐姿人體與汽車(chē)連接的人椅界面的力學(xué)特性,建立了人椅系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,并識(shí)別出模型參數(shù)。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　①在分析歷來(lái)的三自由度、

2、九自由度人椅生物力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,從人機(jī)動(dòng)力學(xué)耦合作用的特點(diǎn)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(gè)質(zhì)量塊,18個(gè)彈簧和18個(gè)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(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)和平動(dòng)。
　　②根據(jù)試驗(yàn)需求,研制出一臺(tái)能向人體施加縱向、垂向、橫向的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)激勵(lì)的人椅系統(tǒng)低頻振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)。它是通過(guò)不同的拆裝組合,用電機(jī)驅(qū)動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)對(duì)人體6個(gè)方向的加振。因?yàn)槭轻槍?duì)低速行駛的小尺度電動(dòng)車(chē),所以振

3、動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的振動(dòng)頻率為0.5-5HZ,振幅為4mm。
　?、圻x取受試者進(jìn)行人椅系統(tǒng)振動(dòng)試驗(yàn)。用微型航空姿態(tài)系統(tǒng)測(cè)出人體體表和臺(tái)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(dòng)慣量。最后,經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換,計(jì)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(dòng)模型進(jìn)行仿真。根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)人體受到振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程適度簡(jiǎn)化,采用MATLAB中優(yōu)化工