汽车人椅系统低频多向振动试验与参数识别

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1、汽车人椅系统低频多向振动试验与参数识别重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：梅晓磊指导教师：舒红宇教授兼职导师：李政高工学科类别：工程硕士（车辆工程）重庆大学汽车工程学院二O一五年五月ParameterIdentificationandTestMethodforLowFrequencyandMulti-directionVibrationofAutomobileHuman-SeatSystemAThesisSubmittedtoChongqingUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementforPro

2、fessionalDegreeByMeiXiaoleiSupervisedbyProf.ShuHongyuPluralisticSupervisedbySeniorEngineerLiZhengSpecialty：ME(VehicleEngineeringField)CollegeofvehicleengineeringofChongqingUniversity,Chongqing,China.May,2015中文摘要摘要集轻量化、微型化、电动化于一身的微型电动车，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

3、了新的理论和技术问题。本文以国家自然科学基金项目“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”为依托，面向微型电动车操纵稳定性，为研究坐姿人体与汽车连接的人椅界面的力学特性，建立人椅系统动力学模型，进行人椅系统低频多向振动试验并识别出模型参数。主要研究内容包括：①在三自由度、九自由度人椅系统动力学模型的基础上，以人机动力学耦合作用的特点为出发点，依据集总参数建模法，建立两刚体十二自由度人椅系统线性模型。②根据模型需求，搭建能施加纵向、垂向、横向的平动和转动激励的人椅系统低频振动试验台系统。通过不同的拆装组合，用电机驱动曲柄连杆机构，实现对人椅系

4、统6个方向的加振。振动试验台的激振频率为0.5~5Hz，振幅为2mm。选用微型航姿系统测量上、下体及台架上的加速度、角速度信息并在LABVIEW采集系统中输出数据。③进行人椅系统低频多向振动试验并分析数据特点。分别对振动试验台架系统的六个方向进行激振，分别测出上、下体的加速度和角速度信号。分析每个方向的信号特点，选取主、次运动的方向并在此基础上对人椅系统的数学模型公式进行简化。④选取一种适合本实验的参数识别方法——遗传算法，通过遗传算法对上、下体频响特性曲线进行数据拟合，选取合理的拟合顺序，最终确定低频情况下人椅系统模型的三十六个刚度、阻尼参数值。⑤进

5、行多次横向及纵向对比试验。选取不同质量、身高的受测者进行多组试验的分析对比，探究质量、身高对人椅系统参数的影响。本文建立的人椅系统动力学模型及辨识出的模型参数对微型电动车的设计有一定的指导作用，是人机动力学行为耦合作用研究中的一个方面，为人椅系统耦合作用的研究提供了一个全新的思路，具有一定的参考价值。关键词：微型电动车，十二自由度人椅模型，低频多向振动试验，参数识别I英文摘要ABSTRACTSmallscaleelectriccarwithlightweight,miniaturization,electricinabody,hastheobvious

6、advantageofenergysavingandenvironmentalprotection.Itiswillbecomeanimportantdirectionofdevelopmentoftheautomotiveindustry.However,thesmallscaleelectriccarhasproducedthenewacademicandtechnicalproblemsinthehandlingstability.BasedontheNationalNatureScienceFund-ResearchonModelingMeth

7、odandBehaviorCouplingofHuman-MachineDynamicsforSmallScaleElectricVehicle,thisarticlehasstudiedthemechanicalpropertiesofperson-chairsystemwhichconnectssittingposturepersonandvehicle,established12degreesoffreedomperson-chairdynamicsmodel,andidentifiedthekineticparametersofthemodel

8、.Themaincontentofthispaperisasfollows:First,acc