座椅悬架

发布时间：2020-03-04 00:40:16 来源：范文大全收藏本文下载本文手机版

绪论

1.1本文研究的主要内容和研究意义

由于货车、拖拉机、工程机械等车辆的地面激励输入大、悬架性能相对较差，驾驶员长时间承受震动和冲击，易引发职业病、产生疲劳感、诱发操纵失误，进而造成道路交通或施工事故。虽然改进提盘悬架可以提高减震性能，但是车辆的行驶平顺性、操纵稳定性、乘坐舒适性对地盘悬架参数的要求是相互矛盾的，参数改动余地较小。尤其是货车等自重和载荷较大，矛盾变得尤为突出。而通过提高座椅悬架的震动性能提高乘坐舒适性，成本低、易于实现、效果好，而座椅动态参数的改变对车辆其他使用性能影响较小。因此研究座椅悬架减震对于改善驾驶员工作条件、提高工作效率、保障人员健康和车辆安全具有重要的意义。

车辆座椅的动态舒适性与座椅级人体的振动频率一般在2—4 Hz左右，人体的振动响应分布在低频30Hz以下，4—8Hz是人体对垂直方向振动的最敏感区域，此时的身体各部分容易产生共振。因此，提高座椅动态舒适性的原则就是合理地选择弹性和阻尼参数，避开人体对敏感频段，同时尽量吸收振动能量。无论是被动、主动、半主动型座椅悬架都按照上述原则设计和控制。本文利用机械原理、理论力学和MATLAB运动学仿真的相关知识，对座椅悬架进行结构分析，拆分基本组件，运用MATLAB的Simulink软件包编写各基本构件的函数模块，并在Simulink中建立座椅仿真模型，对座椅悬架进行多体动力学仿真求解。

1.2 Matlab仿真软件的简介

在实际工程应用中，控制系统的结构一般比较复杂，对其进行直接分析非常困难。随着计算机技术和系统建模仿真软件的发展。通过软件在计算机上建立控制系统模型并对其进行仿真分析已经成为解决此类问题的新途径，Simulink就是在这种情况下应运而生。Simulink是The Mathworks公司于1990年推出的产品，是用于Matlab下建立系统框图和仿真的环境。从名字上我们可以看出该程序的两层意思：“simu”表示它用于计算机仿真，而“Link”表示它能进行系统连接，即把一系列的功能模块连接起来，构成复杂的系统模型[15]。Simulink的出现大大提高了控制系统分析和设计的效率，该软件具有仿真和连接两大功能，即首先利用鼠标在模块窗口绘制出所研究的控制系统的模型，然后借助Simulink所提供的功能对系统进一步仿真和分析。由于Simulink具有一系列优点，使它迅速成为仿真领域的首选计算机环境：

Simulink可以方便地创建和维护一个完整的模块，评估各种算法和结构和验证系统的功能。

（1）用户能够快速、准确地创建动态系统的计算机仿真模型，尤其是对复杂的不确定性的非线性系统，这主要是因为Simulink是使用模块组合的方式建模的。

（2）Simulink模型可以对连续和离散，线性和非线性的动态系统进行模拟，换句话说Simulink几乎可以适用于所有可能遇到的各种形式的动态系统。

（3）Simulink还包含一套处理图形动画的方法，用户可以使用这种方法观察仿真的全过程。

（4）Simulink没有单独应用的语言，可以应用S函数规则。S函数一般指M函数文件、Fortran程序、C语言或C++程序，通过特殊的语法使之能够被Simulink模块和模型调用。S函数的使用使Simulink的处理能力更强，更加充实与完善。

（5）Simulink允许用户基于方便的原则设定自己特有的模块和模块库，与Matlab一样不是封闭的。

（6）Simulink有比较完整的帮助系统，用户可以随时找到所需的模块说明，使用方便[16]。

综上所述，Simulink是一种开放的，能够模拟各种动态系统的强有力的系统仿真软件。因此，近年来，无论是在学术界还是在工业应用领域，Simulink都已经成为动态系统建模和仿真领域应用最为广泛的软件。

使用Simulink对控制系统进行仿真分析的一般步骤为： 1）提出所研究的控制系统问题；

2）忽略次要因素，建立系统的动力学模型和动力学方程；

3）确定系统的输入和输出，使用Simulink建立控制系统的仿真模型； 4）在给定的系统参数和输入下对模型进行仿真； 5）运用控制理论对仿真结果进行分析。

第1章绪论