طراحی کنترلگر صندلی در مدل نیم خودرو برای حالت نشسته بدن انسان در وضعیت‌های مختلف ارتعاشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مکانیک، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

2 کارشناسی ارشد، گروه مکانیک، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران.

doi
چکیده

رانندگان وسایل نقلیه در طول رانندگی به‌طور دائم در معرض ارتعاش تمام بدن قرار دارند که این مسئله ممکن است منجر به بروز اختلالات اسکلتی- عضلانی، عصبی، قلبی عروقی، گوارشی و بروز سایر بیماری­های شغلی ناشی از ارتعاش گردد. در این مقاله ابتدا معادلات سیستم دینامیکی غیر‌خطی بدن نشسته انسان بر روی مدل نیم خودرو به‌صورت تحلیلی بررسی می‌شود و معادلات با استفاده از سری تیلور خطی‌سازی می‌گردد. سپس معادلات به‌دست آمده در فضای حالت توسط نرم‌افزار متلب به شکل عددی تحلیل می‌شود و برای طراحی کنترل‌کننده چند‌متغیره از تحقق کانونیکال و تبدیلات همانند استفاده می­گردد. در نهایت با استفاده از الگوریتم ژنتیک، بهینه­سازی عملکرد کنترل‌کننده سیستم دینامیکی با هدف کاهش ارتعاشات وارد بر کل بدن انجام می‌گردد. بررسی نتایج نشان می‌دهد که با درنظر گرفتن برآیند دوجهت، میزان شتاب RMS وزنی در دو راستای افقی و عمودی از بدن انسان، بدون کنترلگر برابر با m/s2 76/2 است، با استفاده از کنترلگر به میزان m/s2 27/0 می‌رسد و با به‌کار بردن کنترل بهینه این میزان به m/s2 06/0 کاهش می‌یابد؛ که نشان می­دهد راهبرد کنترلی عملکرد قابل قبولی داشته و به‌خوبی موجب کاهش ارتعاشات وارد بر بدن شده است.