基于Simulink对4自由度人体模型的驾驶舒适性研究

发布时间：2021-04-16 09:25

　　针对汽车以不同车速行驶在不同路况时对驾驶舒适性的影响,本文采用多人车辆模型,对汽车驾驶员在不同车速、不同路面及不同座位占用率情况下的驾驶舒适性进行研究。推导该模型的运动微分方程,并采用Simulink对方程进行搭建。同时,根据GB7031—86道路不平度谱,建立路面不平度模型,对多人乘车平顺性进行仿真分析。仿真结果表明,当坐在车内的人较少时,驾驶员头部的加速度均方根响应更加明显,而在车上同是坐着两个乘员的情况下,乘员坐在后右位置与坐在前右位置相比,驾驶员头部的加速度响应要小;在相同的路面上,汽车的行驶速度越快,驾驶员的头部加速度越小,驾驶员头部的加速度响应随路面不平度的增加而增加,汽车质心处的加速度响应比驾驶员头部的加速度响应高很多,因此不能用汽车质心的加速度响应来代替乘员头部的加速度响应。该研究为提高驾驶舒适性提供了一定的理论依据。 

【文章来源】：青岛大学学报(工程技术版). 2020,35(04)

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

图１四自由度人体模型??

１１］．＿自由度人体模型如菌１所示。该模型由４个质量??块组成，各个職ｇ块之间通过弹簧和阻尼器连接?＜代表各个??應量块间的刚度和阻尼特性。ａ?１中，虜嫌块购慕头部??和颈部羅上部躯干暴處脏：是．下＿部＿親干，是??汽车座椅。每个身体部位在垂直方向各有一个自由度。在??当前樓遽中？包括一名儿童乘贵在内的５名乘员》结果总共??得到２１３个舞由．彦Ｃ４Ｍ．５人＝２（３３。??１．２汽车模型??汽车模犟是汽￥垓座椅的ａ合模型，汽车穰型采甩文谳［］；〇的模霉ｔ整、车模：式、（包括座椅）如图２所示、??窗模隱由餐上藤纛，鬻下质氣５个龜通座掎和１个儿鸞爾最座椅组成，儿鸞座椅安裝在后中座犄的上方ｓ??车辆糢蟹和座掎模．塑由１６个自由度獻成（５十１?＋４＋８ＬＳ??＆??图１四自由度人体模型??图２整车模式（包括座椅）??图２最下端的分别表示前左，前右，后左？？后右轮胎与路面接触时的路面不平度。簧下质??量，Ｍ＃?，Ｍ，ｐｒ分别安装在车身的四个角??落的位意ｒ在垂盒方向各有一个ＩＩ由度。车身有纵??向？侧向，垂向，俯仰，侧倾和横摆壽６个自由度。？??座椅分：别分布脅前塞，前■右，后左，后右，后中：和儿??童痤椅，各有Ｍ方佝的一个自由度》??１．３轮胎模型??轮胎建模１采用Ｐａｃｅｊｋａ的魔术公式［１＝］?？读公??式通过给定的轮胎与＃移率和滑移角的关系，分??．别计算：纵向ｉｉ和侧＿向力ｓ，目前＇模塑：中，在库辆模??型的西个拐角位亶考虑了四个轮胎＊每个轮胎在??纵向有一个自由度。轮胎模型如图３所示＾??２路面不平度模型??随机道路纵断面是瓶据ＧＢ７Ｑ３］—海塞于谐波：叠加法拟合不平路面［１６］。设路面高程为平■

＊Ｓ４！Ｋ＂Ｉ＆?８?細＊／ｒａｄｓＳ５§Ｘ１３?ｈ?ｎ＾／３１＾■龜?１?＃爾ＸＩ，?ｈ?ｍ’ＶｒｉｉＵ?擊菌不??平度随行驶路程变化曲＿如８４所示？左轮胎Ｃ蓝色显示：）和有轮胎ｔ红色．显示）生成２５?ｍ的路面轮廓。由图??４可ｍ看：出，道路纵断面的高度嗥着路两不乎度等级的增加而±替加。??Ｌ?．痛雜面卿窗．??ＣＭ路卿機??图４路面不平度随行驶路程变化曲线??为了更加直规的观察出型路面的不乎度情ａ．对车辆左、右车轮在遇到型路面??时不平度进行比较？路面不平度随行驶路程变化曲线如图５所未。通．过比较图５ｓ和圈５ｂ左右轮行驶的路??面，其路面不平度有相同的变化趋势？即路面等级越低？路面不平度就越高。??

【参考文献】：
期刊论文
[1]公路路面不平度的数值模拟方法研究[J]. 刘献栋,邓志党,高峰.  北京航空航天大学学报. 2003(09)



本文编号：3141172