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面向汽车操纵稳定性的人椅系统动力学模型研究与参数识别
| 论文题名： | 面向汽车操纵稳定性的人椅系统动力学模型研究与参数识别 |
| 关键词： | 电动车;人椅系统;动力学模型;参数识别 |
| 摘要： | 集轻量化、微型化、电动化于一身的小尺度电动车,具有十分明显的节能环保的优势,将成为汽车行业发展的一个重要的方向,但在操纵稳定性方面产生了新的理论和技术问题。 本文以国家自然科学基金《面向小尺度电动车的人机动力学行为耦合与建模方法研究》为背景,面向小尺度电动车操纵稳定性,研究坐姿人体与汽车连接的人椅界面的力学特性,建立了人椅系统动力学模型,并识别出模型参数。本文的主要研究内容包括以下几个方面: ①在分析历来的三自由度、九自由度人椅生物力学模型的基础上,从人机动力学耦合作用的特点出发,依据集总参数建模法,建立了将人体看作是由上、下两个质量块,18个弹簧和18个阻尼组成的十二自由度线性模型。此模型能在纵向、垂向、横向三个方向转动和平动。 ②根据试验需求,研制出一台能向人体施加纵向、垂向、横向的平动和转动激励的人椅系统低频振动试验台。它是通过不同的拆装组合,用电机驱动曲柄连杆机构,实现对人体6个方向的加振。因为是针对低速行驶的小尺度电动车,所以振动试验台的振动频率为0.5-5HZ,振幅为4mm。 ③选取受试者进行人椅系统振动试验。用微型航空姿态系统测出人体体表和台架底板的直线加速度和角速度,在ADAMS中建立受试人体模型。根据GB/T17245-2004,求出受试人体的质心位置和转动惯量。最后,经过坐标变换,计算出人体质心处加速度和角速度。 ④在ADMAS中建立的人椅系统振动模型进行仿真。根据仿真结果对人体受到振动的运动方程适度简化,采用MATLAB中优化工具箱中的遗传算法,用线性最小二乘法对试验采集的数据进行拟合,识别出所建立的人椅系统模型在低频情况下的刚度、阻尼等动力学参数。 本文建立的人椅系统动力学模型及辨识出的模型参数对小尺度电动车的设计指明了方向,是人机动力学行为耦合作用研究中的一个方面,为人椅间相互作用的研究提供了一个全新的思路,具有很强的参考价值。 |
| 作者： | 刘晶晶 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 舒红宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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