汽车座椅动态加载试验方法与控制技术研究

摘要

本文针对汽车座椅质量检测开发了一种用于汽车座椅综合性能及疲劳寿命检测的专用试验系统，该系统通过机电伺服技术对加载空间位置进行精确定位，根据汽车行驶过程中座椅所受载荷特征，利用电液伺服加载技术进行动态加载，实现座椅综合性能及疲劳寿命检测。通过试验系统分析，确立以机械系统为基础、加载动力系统为关键、电液控制技术为核心的研究体系。根据试验动作要求将机械系统划分为升降机构、水平传动机构、旋转机构和加载机构四个模块，利用数学建模方法建立机械系统数学模型对加载空间进行分析，根据试验加载工况将液压加载划分为动态加载与冲击加载两个模块，结合囊式蓄能器工作特性提出冲击加载中蓄能器充气压力的计算方法。
　　本研究主要内容包括：⑴针对汽车座椅载荷特性，分别利用传统动力学建模方法建立基于Largrange方程的汽车座椅传统动力学载荷模型，利用虚拟激励法原理建立基于虚拟激励法的座椅载荷模型，并通过数值方法以路面不平度为激励源对这两种载荷模型进行解算，从而获得座椅载荷特性。⑵在座椅动态加载研究中，从研究加载作用点响应频率与加载激励频率关系入手，建立了加载作用点响应简化模型，分析了不同激励频率对作用点响应速度的影响，对伺服阀控加载液压缸的动态加载系统建立了传递函数，并进行了仿真；对于座椅冲击加载，提出了一种蓄能器作用下加载液压缸最大加速时间的计算方法，分析了力传感器安装位置与测量误差之间的关系，根据冲击加载主要液压元件结构利用多学科领域复杂系统建模仿真软件建立AMESim模型，并进行仿真。⑶在动态加载控制技术研究中，分析非线性系统的开闭环迭代学习控制算法的收敛性，并将其与自适应控制相结合形成自适应-迭代学习控制算法，并对该算法的收敛性进行了证明；将自适应-迭代学习控制应用于本课题中，采用模型参考自适应算法对自适应律进行设计，以开闭环迭代学习控制算法作为控制算法，对动态加载控制器进行设计，同时通过联合仿真技术对算法进行仿真验证，确定动态加载控制算法的可行性。⑷通过座椅头枕冲击加载实验、坐垫谐波加载实验、基于Largrange方程和基于虚拟激励法的座椅靠背动态加载实验对课题所研究机械系统、加载方法、控制策略进行验证。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 课题研究的目的及意义

1.2 汽车座椅检测国内外发展现状

1.3论文研究的主要内容

1.4 论文结构

1.5 本章小结

第二章 汽车座椅动态加载试验系统构建

2.1 引言

2.2 机械系统

2.3 液压加载系统

2.4 测控系统

2.5 本章小结

第三章 汽车座椅载荷特性与动态加载方法

3.1 引言

3.2 基于Largrange方程的汽车座椅载荷特性

3.3 基于虚拟激励法的汽车座椅载荷特性

3.4 汽车座椅动态加载

3.5 汽车座椅冲击加载

3.6 本章小结

第四章 汽车座椅动态加载控制技术

4.1 引言

4.2 电液伺服系统控制策略

4.3 基于自适应-迭代学习控制的动态加载

4.4 汽车座椅动态加载仿真

4.5 本章小结

第五章 汽车座椅动态加载试验与分析

5.1 引言

5.2 汽车座椅坐垫谐波加载试验

5.3 基于自适应-迭代学习控制的靠背动态加载

5.4 汽车座椅冲击加载试验

5.5 本章小结

总结与展望

总结

本文创新点

展望

参考文献

致谢