[发明专利]车辆座椅振动模型的座垫等效刚度和等效阻尼的辨识方法

说明书

本发明涉及车辆座椅振动模型的座垫等效刚度和等效阻尼的辨识方法，属于车辆座椅技术领域。现有技术中的拟合函数方法过于复杂，且需要反复拟合和修改，一般技术人员难以掌握和使用。本发明的特征在于：根据所建立的座椅座垫人体系统的Matlab/simulink振动仿真模型，及试验所测得的座椅安装地板位置处和座椅面的振动加速度，利用等效刚度和等效阻尼参数的辨识目标函数及优化算法，对座垫等效刚度和等效阻尼进行辨识。利用该方法可辨识得到更加准确可靠的座垫等效刚度和等效阻尼，为座椅悬置系统参数的优化设计奠定可靠的基础；同时，本发明可避免进行大量的样本试验，降低试验费用，缩短座椅悬置系统的设计和开发周期。

技术领域

本发明涉及车辆座椅，特别是车辆座椅振动模型的座垫等效刚度和等效阻尼的辨识方法。

背景技术

座椅系统舒适性是评价汽车性能的重要指标之一。为了提高汽车座椅系统的舒适性，必须建立车辆座椅人体振动模型，从而对座椅系统进行分析和优化设计。车辆座椅人体振动模型的座垫等效刚度和阻尼的精确性直接决定车辆座椅人体振动模型的精确性，从而决定座椅系统的优化设计结果和舒适性提高程度。目前，我国在汽车座椅系统舒适性研究中，常常忽略座垫的刚度和阻尼，导致所建立的车辆座椅人体振动模型不精确。很多学者根据大量座垫测试的试验数据，通过曲线拟合获取座垫的等效刚度和阻尼，该方法试验费用高、周期长。例如，发表在《工程力学》期刊上的论文《汽车座椅聚合物泡沫座垫非线性弹性-阻尼特性建模研究》，公开了一种座垫刚度和阻尼参数的获取方法，其方法是通过大量的座椅动态试验，然后利用曲线拟合法，获取座垫刚度和阻尼参数。该方法的不足之处在于，需要做大量座椅动态试验，因此试验费用高、参数获取周期长。此外，该方法获取的参数虽然精度满足使用要求，但是座垫刚度和阻尼特性参数的拟合函数过于复杂且需要反复拟合和修改，不便于技术人员的快速掌握和使用。因此，目前对车辆座椅人体振动模型的座垫等效刚度和等效阻尼，我国尚无快速且准确的获取方法，还必须建立车辆座椅振动模型的座垫等效刚度和等效阻尼的辨识方法。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所解决的技术问题是提供车辆座椅振动模型的座垫等效刚度和等效阻尼的辨识方法。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的车辆座椅振动模型的座垫等效刚度和等效阻尼的辨识方法，其流程框图如图1所示，其技术方案实施的具体步骤如下：

(1)利用振动测试设备，测量并采集得到在某行驶工况下的座椅在驾驶室地板安装位置中心处的垂直振动信号和座椅面的垂向振动信号，采集振动信号的时间长度为{0，T}＝{[0，t₁]+[t₁，T]}，其中，前一时间段[0,t₁]的振动信号用于座垫等效刚度和等效阻尼辨识，后一时间段[t₁，T]的振动信号可用于对座垫等效刚度和等效阻尼辨识结果的仿真验证；

(2)根据座椅系统舒适性分析的要求，利用座椅悬置的等效刚度K_s和等效阻尼系数C_s，人体的等效刚度K_b和等效阻尼系数C_b，人体上部的等效质量m_b和人体臀部的等效质量m_h，及座椅与座垫质量之和m_s，构建座椅人体垂向振动模型；

(3)根据座椅人体系统垂向振动模型，利用Matlab/Simulink仿真软件，建立座椅人体系统仿真模型，以在前一时间段[0,t₁]所测得的座椅在驾驶室地板安装位置中心处的垂直振动加速度信号为输入信号，对座椅面的垂直振动加权加速度均方根值进行仿真，其中，在不同频率下的加权值为