【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种载人月面移动系统平顺性评价方法及系统，可用于载人月面移动系统性能评价,属于载人月球探测。
技术介绍
1、载人月球车移动系统作为一个具有非线性、时变性、时滞性的多自由度复杂系统，行驶中的月面高程变化、加减速、转向等都会引起车体振动，同时月面低重力环境和非结构崎岖月表都加剧了的振动效应。当振动达到一定的程度时，会影响载人月球车的正常行驶、零部件的疲劳寿命，直接影响航天员在车上的乘坐舒适性、操作稳定性和安全性。与无人月球车不同，载人月球车选用具有弹性的主动悬架系统来连接车身和车轮，作为衰减车体振动的主要装置，因此，悬架性能直接决定了载人月球车的综合性能。
2、在地面车辆平顺性评价方法中，主要针对的是在地面环境单一路况的条件下，复杂路况下对车辆平顺性分析研究很少，未见针对月面低重力环境条件下、复杂非结构月表的载人月球车悬架的平顺性研究。这种状况往往会导致对载人月球车的移动性能，尤其是在特殊工况下的行驶考核不到位，无法全面知晓载人月面移动系统的平顺性和操控稳定性，更谈不上改进和提高。
3、为实现载人月球车在月面的操纵稳定性，载人月面移动系统的平顺性能在其主动悬架闭环控制中不可或缺。因此，有必要针对载人月面移动系统提出一种基于多传感器测量融合和主客观评价的平顺性评价方法，能够适应月面复杂工况，并满足易于硬件实现、保证计算准确度的要求。
技术实现思路
1、本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种载人月面移动系统平顺性评价方法及系统，用于
2、本专利技术的技术解决方案是：一种载人月面移动系统平顺性评价方法，所述载人月面移动系统包括前后两个的航天器座椅，两个航天器座椅之间通过铰链连接且可分离；所述方法包括：
3、设置测点在测点安装数据测量模块获得各测点的加速度数据：在前后两个航天员座椅支承面均布置惯性测量单元，以测量座椅支承面的三个方向加速度和三个方向角加速度，在航天员座椅靠背以及航天员脚部支承处布置三轴加速度测量模块，以测量座椅靠背和脚部支承处的三个方向加速度；
4、通过频率加权滤波网络，对加速度时间历程积分计算各测点单轴向加速度均方根值；
5、对各轴向加速度均方根值，应用加权计算建立不同速度工况下的总加权加速度矩阵；
6、根据月面不同工况下，建立考虑行驶速度使用频率的综合加权加速度矩阵；
7、通过高阶多项式拟合方法建立平顺性评分计算模型，获得载人月面移动系统的平顺性评价结果。
8、优选的，所述通过频率加权滤波网络，对加速度时间历程积分计算各测点单轴向加速度均方根值，具体为：
9、
10、其中，aw为各测点单轴向加速度均方根值；t为作用时间；aw(t)为通过频率加权函数w(f)的滤波网络加权的加速度时间历程；
11、频率加权函数w(f)为：
12、
13、
14、
15、其中，wz(f)为竖直方向频率加权函数，wx(f)和wy(f)为载人月面移动系统前进方向和侧向频率加权函数，f为作用频率。
16、优选的，对各轴向的加速度均方根值，建立不同速度工况下的总加权加速度矩阵，具体为：
17、
18、其中，av为不同速度工况下的总加权加速度矩阵，avij为第i个速度下第j个测点的总加权加速度均方根值，i表示载人月面移动系统在不高于21km/h范围内选取的测试速度数量，j＝1,2，分别表示载人月面移动系统前座椅和后座椅；
19、
20、其中，kb为轴加权系数，b＝1,2,3…12，1～3为座椅支撑面x、y、z轴向，4～6为座椅支撑面绕x、y、z轴旋转方向，7～9为座椅靠背x、y、z轴向，10～12为脚部支承处x、y、z轴向，当b＝1～3、7-12时，awb为第个轴向的加权加速度均方根值，当b＝4～6时，awb为第b个轴向的加权角加速度均方根值。
21、优选的，所述的轴加权系数kb依据不同测点、不同轴向的振动对航天员影响的差异，规定k1＝k2＝k3＝1，其余轴向轴加权系数均小于0.8。
22、所述的轴加权系数kb的依据不同测点、不同轴向的振动对航天员影响的差异，规定k1＝k2＝k3＝1，k7～k12轴向轴加权系数均小于0.8；k4、k5、k6分别为座椅支撑面对应轴的角加速度转化的与轴向加速度相同量纲后的值。
23、优选的，根据月面不同工况下，建立考虑行驶速度使用频率的综合加权加速度矩阵，具体为：
24、a＝atav＝[ap1 ap2]
25、其中，a为考虑行驶速度使用频率的综合加权加速度矩阵，at为行驶速度频率加权计算矩阵，ap1为前座椅的综合加权加速度均方根值，ap2为后座椅的综合加权加速度均方根值；行驶速度频率加权计算矩阵at为：
26、at＝[α1 α2 … αi]，且
27、其中，α1～αi为每个测试速度对应的加权参数，根据月球表面起伏度和几何高程分布，使用频率最高为中速9～11km/h，该速度对应的加权参数大于等于0.4，其余速度对应的加权参数均小于等于0.15。
28、优选的，建立的平顺性评分计算模型为：ap＝aap
29、其中，ap为载人月面移动系统评价用加权加速度均方根值，ap为座椅加权计算矩阵，具体为：
30、ap＝[β1 β2]t
31、其中，β1为前座椅加权计算系数，β2为后座椅加权计算系数，β1＞β2。
32、优选的，所述通过高阶多项式拟合方法建立平顺性评分计算模型，获得载人月面移动系统的平顺性评价结果包括
33、利用基于加权加速度均方根值与航天员主观感觉映射关系的平顺性评分计算模型，得到不同加权加速度值对应的评分值；
34、通过不低于六阶的高阶多项式拟合方法得到载人月面移动系统总加权加速度均方根值评分计算多项式。
35、一种载人月面移动系统平顺性评价系统，包括：
36、数据测量模块，所述数据测量模块包括若干惯性测量单元、三轴加速度测量模块，分别用于采集载人月面移动系统加速度数据和角加速度数据；所述载人月面移动系统包括前后两个的航天器座椅，两个航天器座椅之间通过铰链连接且可分离；其中，在前后两个航天员座椅支承面均布置惯性测量单元，以测量对座椅支承面的三个方向加速度和三个方向角加速度，获得座椅支撑面的线振动和角振动参数，在航天员座椅靠背以及航天员脚部支承处布置三轴加速度测量模块，以测量座椅靠背和脚部支承处的三个方向加速度；
37、滤波处理模块，所述滤波处理模块用于通过频率加权滤波网络加权加速度时间历程积分计算各测点单轴向加速度均方根值；
38、总加权加速度矩阵建立模块，所述总加权加速度矩阵建立模块用于通过加权计算建立不同速度工况下的总加权加速度矩阵；
39、综合加权加速度矩阵建立本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种载人月面移动系统平顺性评价方法，其特征在于：所述载人月面移动系统包括前后两个的航天器座椅，两个航天器座椅之间通过铰链连接且可分离；所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种载人月面移动系统平顺性评价方法，其特征在于，所述通过频率加权滤波网络，对加速度时间历程积分计算各测点单轴向加速度均方根值，具体为：
3.根据权利要求1所述的一种载人月面移动系统平顺性评价方法，其特征在于，对各轴向的加速度均方根值，建立不同速度工况下的总加权加速度矩阵，具体为：
4.根据权利要求3所述的一种载人月面移动系统平顺性评价方法，其特征在于，所述的轴加权系数kb依据不同测点、不同轴向的振动对航天员影响的差异，规定k1＝k2＝k3＝1，其余轴向轴加权系数均小于0.8。
5.根据权利要求3所述的一种载人月面移动系统平顺性评价方法，其特征在于，根据月面不同工况下，建立考虑行驶速度使用频率的综合加权加速度矩阵，具体为：
6.根据权利要求5所述的一种载人月面移动系统平顺性评价方法，其特征在于，建立的平顺性评分计算模型为：ap＝AAp
8.一种载人月面移动系统平顺性评价系统，其特征在于包括：
9.根据权利要求8所述的一种载人月面移动系统平顺性评价系统，其特征在于，所述通过频率加权滤波网络加权加速度时间历程积分计算各测点单轴向加速度均方根值，具体为：
10.根据权利要求7所述的一种载人月面移动系统平顺性评价系统，其特征在于，对各轴向的加速度均方根值，建立不同速度工况下的总加权加速度矩阵，具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种载人月面移动系统平顺性评价方法，其特征在于：所述载人月面移动系统包括前后两个的航天器座椅，两个航天器座椅之间通过铰链连接且可分离；所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种载人月面移动系统平顺性评价方法，其特征在于，所述通过频率加权滤波网络，对加速度时间历程积分计算各测点单轴向加速度均方根值，具体为：
3.根据权利要求1所述的一种载人月面移动系统平顺性评价方法，其特征在于，对各轴向的加速度均方根值，建立不同速度工况下的总加权加速度矩阵，具体为：
4.根据权利要求3所述的一种载人月面移动系统平顺性评价方法，其特征在于，所述的轴加权系数kb依据不同测点、不同轴向的振动对航天员影响的差异，规定k1＝k2＝k3＝1，其余轴向轴加权系数均小于0.8。
5.根据权利要求3所述的一种载人月面移动系统平顺性评价方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王储，王康，梁常春，陈明，倪文成，巩雪鉴，潘博，王耀兵，李德伦，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：
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