[发明专利]一种基于人体舒适程度的最优车辆参数获取方法及系统

说明书

本发明公开了基于人体舒适程度的最优车辆参数获取方法及系统，根据国际汽车平顺性标准ISO2631构建人体的振动加速度计算方法，根据所述振动加速度计算方法和实验心理学中的信号检测理论构建烦恼率模型；获取历史数据中的车辆参数及其对应的车辆上人体的振动加速度构建振动加速度函数；根据所述烦恼率模型和振动加速度函数构建以车辆耗费的总价值最低和满足预定的舒适程度标准为目标的优化模型；获取待优化车辆的车辆参数、初始造价以及烦恼率作用下的经济损失求解出所述优化模型的最优解，并根据所述最优解对应的优化曲线改进待优化车辆参数对应的车辆部件以实现在满足预定的舒适程度标准的条件下，实现车辆耗费的总价值最低。

技术领域

本发明涉及工程结构设计理论与方法的技术领域，尤其涉及一种基于人体舒适程度的最优车辆参数获取方法及系统。

背景技术

随着以人为本理念的深入，人车路耦合振动对司乘人员舒适程度的影响是不容忽视的。车辆行驶平顺性已经成为汽车研发的一项重要指标，决定着汽车市场的前景。因此，研究人车路耦合作用对路面的动力响应和人体舒适程度的影响有重要意义。

车辆在路面上行驶，因路面不平度会发生振动并引起路面结构的振动。而路面的振动又会反作用于车辆，加剧车辆的振动，使司乘人员舒适程度降低。人们对乘坐质量要求的不断提高，促使人车路耦合振动及司乘人员舒适程度的研究日益受到重视。人车路耦合振动分析中，人体舒适程度评价的传统做法是：计算出路面和车辆-人体的动力响应后，对司乘人员舒适程度的研究是以ISO2631-1:1997评价指标完成，没有考虑人的主观因素。

在相同路面、相同司乘人员作用的条件下，豪华客车的司乘人员相对于普通客车的司乘人员要更加的舒适，但是需要耗费高昂的成本，相对不经济。因此，如何设置出又经济又舒适的车辆已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种基于人体舒适程度的最优车辆参数获取方法及系统，通过在人体振动舒适程度的经济优化设计方面，提出以烦恼率为基础，构建以车辆参数自变量，以车辆耗费的总价值最低和满足预定的舒适程度标准为目标的优化模型来求解待优化车辆的最优解，并根据最优解改进车辆设计，从而解决现有的车辆舒适度和经济性不兼容的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

基于人体舒适程度的最优车辆参数获取方法，包括以下步骤：

根据国际汽车平顺性标准ISO2631构建人体的振动加速度计算方法，根据所述人体加速度计算方法和实验心理学中的信号检测理论构建反映振动加速度与舒适程度之间关系的烦恼率模型；获取历史数据中的车辆参数及其对应的车辆上人体的振动加速度构建反映车辆参数与车辆上的人体的振动加速度之间关系的振动加速度函数；

获取历史数据中车辆参数及其对应车辆的初始造价和烦恼率作用下的经济损失，并根据所述烦恼率模型和振动加速度函数构建以车辆耗费的总价值最低和满足预定的舒适程度标准为目标的优化模型；

获取并根据待优化车辆所要达到的舒适程度标准求解所述优化模型的最优解，并根据所述最优解对应的优化曲线改进待优化车辆参数对应的车辆部件以实现在满足预定的舒适程度标准的条件下实现车辆耗费的总价值最低。

优选的，所述车辆参数包括车辆的质量、刚度和阻尼任意一种或几种的组合。

优选的，所述舒适程度标准为车辆上人的烦恼率小于预定的烦恼阈值，所述优化模型为：

式中，x表示车辆参数；a表示振动加速度；a(x)表示振动加速度函数，即为振动加速度a和车辆参数x之间的关系；C₀表示初始造价；C_D表示在烦恼率作用下的经济损失；C_T表示耗费总费用；b为烦恼阈值。

优选的，所述烦恼阈值b的取值为5％。