基于人体机械阻抗属性的汽车主动转向控制系统



基于人体机械阻抗属性的汽车主动转向控制系统

介绍了一种在转向操作中利用人体机械阻抗特性（HMIPs）的试验数据。该试验数据的测出主要根据在转向操作中的转向盘转角（肢体姿势）和转向力矩（肌肉收缩）。试验结果表明，人体的刚度和粘度具有最大值和最小值，并且在增大或减小转向盘转角幅值以及扭矩的过程中，转动转向盘时手臂的运动稳定性有所增加。

电控转向系统（EPAS）和线控转向系统（SBW）的发展是可在具体的转向情况下适应转向操作负荷，这也为考虑人为因素的转向控制系统提供了有利条件。研究了智能转向控制系统，其中包括与驾驶员手臂的动力学特性相一致的神经肌肉系统（NMS）。

在自适应转向控制系统的设计过程中，提出了一种基于HMIPs的新颖方法。通过一系列的双移线试验来验证该方法的有效性，部分项目通过静态的驾驶模拟器来实现，也有通过具有4自由度可动驾驶舱的驾驶模拟器来实现。

通常，人体肢体的动态特性可以用机械阻抗参数即刚性、粘度和惯性来表示，且对人手臂的阻抗参数已有许多试验研究。采用传统的控制结构分析了调节驾驶员-车辆系统的阻尼系数所造成的影响。结果表明，通过对指定驾驶状况匹配适当的阻尼系数，可以成功地提升驾驶性能，例如转向和车辆运行状况的速度和精度。

未来的研究将进一步讨论驾驶员的个体差异及在不同情况下阻尼系数的设计问题。

刊名：IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems（英）

刊期：2014年第5期

作者：Tanaka Y

编译：齐健华