基于Simulink對4自由度人體模型的駕駛舒適性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-16 09:25
針對汽車以不同車速行駛在不同路況時(shí)對駕駛舒適性的影響,本文采用多人車輛模型,對汽車駕駛員在不同車速、不同路面及不同座位占用率情況下的駕駛舒適性進(jìn)行研究。推導(dǎo)該模型的運(yùn)動(dòng)微分方程,并采用Simulink對方程進(jìn)行搭建。同時(shí),根據(jù)GB7031—86道路不平度譜,建立路面不平度模型,對多人乘車平順性進(jìn)行仿真分析。仿真結(jié)果表明,當(dāng)坐在車內(nèi)的人較少時(shí),駕駛員頭部的加速度均方根響應(yīng)更加明顯,而在車上同是坐著兩個(gè)乘員的情況下,乘員坐在后右位置與坐在前右位置相比,駕駛員頭部的加速度響應(yīng)要小;在相同的路面上,汽車的行駛速度越快,駕駛員的頭部加速度越小,駕駛員頭部的加速度響應(yīng)隨路面不平度的增加而增加,汽車質(zhì)心處的加速度響應(yīng)比駕駛員頭部的加速度響應(yīng)高很多,因此不能用汽車質(zhì)心的加速度響應(yīng)來代替乘員頭部的加速度響應(yīng)。該研究為提高駕駛舒適性提供了一定的理論依據(jù)。
【文章來源】:青島大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版). 2020,35(04)
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
圖1四自由度人體模型??
11]._自由度人體模型如菌1所示。該模型由4個(gè)質(zhì)量??塊組成,各個(gè)職g塊之間通過彈簧和阻尼器連接?<代表各個(gè)??應(yīng)量塊間的剛度和阻尼特性。a?1中,虜嫌塊購慕頭部??和頸部羅上部軀干暴處臟:是.下_部_親干,是??汽車座椅。每個(gè)身體部位在垂直方向各有一個(gè)自由度。在??當(dāng)前樓遽中?包括一名兒童乘貴在內(nèi)的5名乘員》結(jié)果總共??得到213個(gè)舞由.彥C4M.5人=2(33。??1.2汽車模型??汽車模犟是汽¥垓座椅的a合模型,汽車穰型采甩文讞[];〇的模霉t整、車模:式、(包括座椅)如圖2所示、??窗模隱由餐上藤纛,鬻下質(zhì)氣5個(gè)龜通座掎和1個(gè)兒鸞爾最座椅組成,兒鸞座椅安裝在后中座犄的上方s??車輛糢蟹和座掎模.塑由16個(gè)自由度獻(xiàn)成(5十1?+4+8LS??&??圖1四自由度人體模型??圖2整車模式(包括座椅)??圖2最下端的分別表示前左,前右,后左??后右輪胎與路面接觸時(shí)的路面不平度;上沦|(zhì)??量,M#?,M,pr分別安裝在車身的四個(gè)角??落的位意r在垂盒方向各有一個(gè)II由度。車身有縱??向?側(cè)向,垂向,俯仰,側(cè)傾和橫擺壽6個(gè)自由度。???座椅分:別分布脅前塞,前■右,后左,后右,后中:和兒??童痤椅,各有M方佝的一個(gè)自由度》??1.3輪胎模型??輪胎建模1采用Pacejka的魔術(shù)公式[1=]??讀公??式通過給定的輪胎與#移率和滑移角的關(guān)系,分??.別計(jì)算:縱向ii和側(cè)_向力s,目前'模塑:中,在庫輛模??型的西個(gè)拐角位亶考慮了四個(gè)輪胎*每個(gè)輪胎在??縱向有一個(gè)自由度。輪胎模型如圖3所示^??2路面不平度模型??隨機(jī)道路縱斷面是瓶據(jù)GB7Q3]—海塞于諧波:疊加法擬合不平路面[16]。設(shè)路面高程為平■
*S4。耍ⅲ桑?8?細(xì)*/radsS5§X13?h?n^/31^■龜?1?#爾XI,?h?m’VriiU?擊菌不??平度隨行駛路程變化曲_如84所示?左輪胎C藍(lán)色顯示:)和有輪胎t紅色.顯示)生成25?m的路面輪廓。由圖??4可m看:出,道路縱斷面的高度嗥著路兩不乎度等級的增加而±替加。??L?.痛雜面卿窗.??CM路卿機(jī)??圖4路面不平度隨行駛路程變化曲線??為了更加直規(guī)的觀察出型路面的不乎度情a.對車輛左、右車輪在遇到型路面??時(shí)不平度進(jìn)行比較?路面不平度隨行駛路程變化曲線如圖5所未。通.過比較圖5s和圈5b左右輪行駛的路??面,其路面不平度有相同的變化趨勢?即路面等級越低?路面不平度就越高。??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]公路路面不平度的數(shù)值模擬方法研究[J]. 劉獻(xiàn)棟,鄧志黨,高峰. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2003(09)
本文編號:3141172
【文章來源】:青島大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版). 2020,35(04)
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
圖1四自由度人體模型??
11]._自由度人體模型如菌1所示。該模型由4個(gè)質(zhì)量??塊組成,各個(gè)職g塊之間通過彈簧和阻尼器連接?<代表各個(gè)??應(yīng)量塊間的剛度和阻尼特性。a?1中,虜嫌塊購慕頭部??和頸部羅上部軀干暴處臟:是.下_部_親干,是??汽車座椅。每個(gè)身體部位在垂直方向各有一個(gè)自由度。在??當(dāng)前樓遽中?包括一名兒童乘貴在內(nèi)的5名乘員》結(jié)果總共??得到213個(gè)舞由.彥C4M.5人=2(33。??1.2汽車模型??汽車模犟是汽¥垓座椅的a合模型,汽車穰型采甩文讞[];〇的模霉t整、車模:式、(包括座椅)如圖2所示、??窗模隱由餐上藤纛,鬻下質(zhì)氣5個(gè)龜通座掎和1個(gè)兒鸞爾最座椅組成,兒鸞座椅安裝在后中座犄的上方s??車輛糢蟹和座掎模.塑由16個(gè)自由度獻(xiàn)成(5十1?+4+8LS??&??圖1四自由度人體模型??圖2整車模式(包括座椅)??圖2最下端的分別表示前左,前右,后左??后右輪胎與路面接觸時(shí)的路面不平度;上沦|(zhì)??量,M#?,M,pr分別安裝在車身的四個(gè)角??落的位意r在垂盒方向各有一個(gè)II由度。車身有縱??向?側(cè)向,垂向,俯仰,側(cè)傾和橫擺壽6個(gè)自由度。???座椅分:別分布脅前塞,前■右,后左,后右,后中:和兒??童痤椅,各有M方佝的一個(gè)自由度》??1.3輪胎模型??輪胎建模1采用Pacejka的魔術(shù)公式[1=]??讀公??式通過給定的輪胎與#移率和滑移角的關(guān)系,分??.別計(jì)算:縱向ii和側(cè)_向力s,目前'模塑:中,在庫輛模??型的西個(gè)拐角位亶考慮了四個(gè)輪胎*每個(gè)輪胎在??縱向有一個(gè)自由度。輪胎模型如圖3所示^??2路面不平度模型??隨機(jī)道路縱斷面是瓶據(jù)GB7Q3]—海塞于諧波:疊加法擬合不平路面[16]。設(shè)路面高程為平■
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]公路路面不平度的數(shù)值模擬方法研究[J]. 劉獻(xiàn)棟,鄧志黨,高峰. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2003(09)
本文編號:3141172
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