CN115729159B - 一种模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法，包括如下步骤：s1、获取发射质量和发射速度；s2、将所述发射质量和发射速度代入各个调节模块对应的二维插值曲线函数，得到与各个调节模块分别对应的调节系数；所述二维插值曲线函数为调节系数与发射质量和发射速度的插值函数；s3、用步骤s2中确定的调节系数设置所述RMC控制器，使得所述RMC控制器适应性输出伺服阀控制信号。本申请提供的控制方法中，液压缸控制器闭环控制的调节系数不是固定不变的，而是为不同的人体模型、不同的发射速度配置不同的调节系数，使得RMC控制器的闭环控制效果更佳，有利于得到更为精确的模拟机动车行人撞击的结果。

Description

一种模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法

技术领域

本申请涉及机动车行人保护技术领域，尤其涉及一种模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法。

背景技术

汽车的安全性，不仅体现在对车内乘客的保护上，同样体现在对车外行人的保护方面。为此，国内外对于模拟机动车行人保护的人体模型发射装置进行了大量研究，模拟机动车行人保护的人体模型发射装置即通过发射人体模型（包括头部模型和腿部模型）来撞击汽车发动机盖、汽车保险杠等部位，从而来判断对人体模型的伤害指数，其中，在发射人体模型时多采用液压缸提供动力，液压缸的发射过程一般分为加速阶段、减速阶段、反向加速阶段和返回结束点阶段，在上述发射过程中，液压缸的控制多采用闭环控制，而在现有技术中，液压缸控制器闭环控制的调节系数多为固定不变的，对于不同的人体模型和不同的发射速度都是采用相同的调节系数，这使得对液压缸活塞杆的控制不够精确，导致模拟机动车行人撞击的结果不够精确。为此，本申请提出一种模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法。

发明内容

本申请的目的是针对以上问题，提供一种模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法。

本申请提供一种模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法，所述发射装置由液压缸驱动；所述液压缸的活塞杆端部安装有导向推架；人体模型在所述导向推架的推动下从所述发射装置发射，撞击在实验台面上；所述液压缸由伺服阀控制；所述伺服阀的控制信号由RMC控制器输出；所述RMC控制器设有六个调节模块，分别为速度前馈模块、加速度前馈模块、加加速度前馈模块、比例模块、微分模块和积分模块；每个所述调节模块均配置有调节系数；各所述调节模块的所述调节系数均对应有关于发射质量和发射速度的二维插值曲线函数；所述发射质量为所述人体模型的质量；所述发射速度为所述人体模型与所述导向推架脱离时的速度；所述控制方法包括如下步骤：

s1、获取发射质量和发射速度；

s2、将所述发射质量和发射速度代入各个调节模块对应的二维插值曲线函数，得到与各个调节模块分别对应的调节系数；所述二维插值曲线函数为调节系数与发射质量和发射速度的插值函数；

s3、用步骤s2中确定的调节系数设置所述RMC控制器，使得所述RMC控制器适应性输出伺服阀控制信号；

其中，各所述调节模块的二维插值曲线函数根据以下步骤确定：

s100、对人体模型在设定发射速度下进行发射实验，得到第一实际位移曲线、第一理论位移曲线、第一实际速度曲线和第一理论速度曲线；每次发射实验中，所述调节模块具有设定调节系数；所述第一实际位移曲线为本次发射实验中液压缸活塞杆端部的位移与时间的曲线；所述第一实际速度曲线为本次发射实验中液压缸活塞杆端部的速度与时间的曲线；所述第一理论位移曲线为本次发射实验中设计的液压缸活塞杆端部的位移与时间的曲线；所述第一理论速度曲线为本次发射实验中设计的液压缸活塞杆端部的速度与时间的曲线；

s200、确定第一实际位移曲线和第一理论位移曲线的偏差值，得到第一偏差值；

s300、确定第一实际速度曲线和第一理论速度曲线的偏差值，得到第二偏差值；

s400、计算第一偏差值和第二偏差值的复合偏差值；

s500、更改所述设定调节系数，重复步骤s100-s400，得到若干复合偏差值；

s600、确定复合偏差值最小的发射实验所采用的设定调节系数为理想调节系数，得到一个理想插值（m₀，v₀，p₀），其中，m₀为人体模型质量，v₀为设定发射速度，p₀为当前调节模块对应于当前人体模型和设定发射速度的理想调节系数；

s700、更改人体模型和/或设定发射速度，重复上述步骤s100-s600，得到插值序列，所述插值序列包括若干理想插值；不同的人体模型具有不同的质量；

s800、用所述插值序列中的所有理想插值拟合得到所述调节模块的调节系数关于发射质量和发射速度的二维插值曲线函数，其中一个理想插值中：人体模型质量对应二维插值曲线函数中的发射质量，设定发射速度对应二维插值曲线函数中的发射速度，理想调节系数对应二维插值曲线函数中的调节系数。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，当任一所述调节模块在根据步骤s100-s500进行发射实验时，其余的调节模块具有设定的标准调节系数。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，当任一所述调节模块在根据步骤s100-s500进行发射实验时，其余的调节模块的调节系数根据以下步骤确定：

判断所述调节模块是否根据步骤s100-s800确定有对应的二维插值曲线函数；

若是，则通过人体模型质量和设定发射速度及对应的所述二维插值曲线函数计算得到该调节模块的调节系数；

若否，则将该调节模块的调节系数设定为标准调节系数。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，判断所有调节模块均根据步骤s100-s800确定有对应的二维插值曲线函数时，重复步骤s100-s800，更新每个调节模块的二维插值曲线函数。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，步骤s200中，确定第一实际位移曲线和第一理论位移曲线的偏差值，得到第一偏差值具体包括以下步骤：

s201、从第一实际位移曲线上均匀提取N个计算点，得到第一实际位移计算点集；N为大于等于100的自然数；

s202、从第一理论位移曲线上均匀提取N个计算点，得到第一理论位移计算点集；

s203、将第一理论位移计算点集中的计算点和第一实际位移计算点集中的计算点依序对应作差，得到位移差值序列；

s204、根据位移差值序列计算第一正差值个数q1、第一正差值均值w1、第一负差值个数e1、和第一负差值均值t1；

s205、根据以下公式（1）计算得到所述第一偏差值E1：

E1=r1*|q1-e1|+r2*w1+|r3*t1| （1）

其中，r1、r2、r3均为设定的权重。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，步骤s300中，确定第一实际速度曲线和第一理论速度曲线的偏差值，得到第二偏差值具体包括以下步骤：

s301、从第一实际速度曲线上均匀提取M个计算点，得到第一实际速度计算点集；M为大于等于100的自然数；

s302、从第一理论速度曲线上均匀提取M个计算点，得到第一理论速度计算点集；

s303、将第一理论速度计算点集中的计算点和第一实际速度计算点集中的计算点依序对应作差，得到速度差值序列；

s304、根据速度差值序列计算第二正差值个数q2、第二正差值均值w2、第二负差值个数e2、和第二负差值均值t2；

s305、根据以下公式（2）计算得到所述第二偏差值E2：

E2=r4*|q2-e2|+r5*w2+|r6*t2| （2）

其中，r4、r5、r6均为设定的权重。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，根据以下公式（3）计算第一偏差值和第二偏差值的复合偏差值：

E=r7*E1+r8*E2 （3）

其中，E为复合偏差值，r7、r8均为设定的权重。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，还包括以下步骤：

在伺服阀的闭环静止状态下实时获取伺服阀的输出信号；

获得伺服阀输出信号的最大值和最小值；

将伺服阀输出信号的最大值和最小值求平均得到零点值；

将伺服阀输出信号的最大值和最小值求差得到死区值；

在伺服阀发出控制信号前，将所述RMC控制器适应性输出的伺服阀控制信号同时叠加所述零点值及所述死区值后实时发出。

与现有技术相比，本申请的有益效果：本申请为RMC控制器的各个调节模块配置二维插值曲线函数，通过将人体模型的发射质量和发射速度代入各个调节模块的二维插值曲线函数，即可得到各个调节模块的调节系数，从而RMC控制器适应性输出伺服阀控制信号，本申请中液压缸控制器闭环控制的调节系数不是固定不变的，而是为不同的人体模型、不同的发射速度配置不同的调节系数，从而使得调节系数对液压缸活塞杆的理论位移曲线和实际位移曲线的偏差、及实际速度曲线和理论速度曲线的偏差的影响降低到最小，也即使得RMC控制器的闭环控制效果更佳，进而使得模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的实际控制结果与设计更贴合，发射实验的结果更准确，有利于得到更为精确的模拟机动车行人撞击的结果。

附图说明

图1为设计的液压缸发射过程的位移速度曲线图；

图2为本申请实施例1中RMC控制器的闭环控制原理图；

图3为本申请实施例1提供的模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法的流程图；

图4为本申请实施例1中确定调节模块的二维插值曲线函数的流程图；

图5为本申请实施例4提供的服务端的结构示意图。

图中所述文字标注表示为：

400、服务端；401、中央处理单元（CPU）；402、只读存储器（ROM）；403、随机访问存储器（RAM）；404、总线；405、输入/输出（I/O）接口；406、输入部分；407、输出部分；408、存储部分；409、通信部分；410、驱动器；411、可拆卸介质。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本申请的保护范围有任何的限制作用。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例1

本实施例提供一种模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法，该控制方法适用于现有技术中的模拟机动车行人保护的人体模型发射装置，例如，模拟机动车行人保护的人体模型发射装置可以为《汽车工程》2022年（第44卷）第2期发表的“机动车行人保护发射装置研究”中的机动车行人保护发射装置。该发射装置由高速液压缸驱动，液压缸采用位控方式，防止高速时过冲。液压缸的发射过程分为正向加速阶段、正向减速阶段、反向加速阶段和返回起始点四个阶段，加速为匀加速运动，减速为匀减速运动，对于不同的发射速度，可采用相同的加速行程及减速行程。在液压缸的活塞杆的端部安装有导向推架，在进行发射实验时，控制液压缸依次执行发射过程的四个阶段，在正向加速阶段，液压缸的活塞杆通过导向推架推动人体模型向前做匀加速运动，当速度达到最大时，同时对应加速行程到达，此时由于惯性，人体模型与活塞杆端部的导向推架分离，从所述发射装置发射后撞击在实验台面上，完成人体模型对实验台面的冲击实验。其中，发射的人体模型为下腿型、上腿型、儿童头型和成人头型等。

图1为设计的液压缸发射过程的位移速度曲线图，也即理想位移曲线图和理想速度曲线图，图中L1为位移曲线；L2为速度曲线；Vmax为液压缸活塞杆端部的最大速度；T1为液压缸活塞杆端部加速到最大速度的时间，即加速时间；T2为液压缸活塞杆端部由最大速度至速度为零的时间，即减速时间；S1为液压缸活塞杆端部加速到最大速度时位移值，即加速行程；S2为停止时的位移值，即减速行程。在达到最大速度Vmax时，对应位移点记为弹射点S1，从该点液压缸活塞杆开始迅速减速，减速到停止时对应最大位移点S2，其中弹射点S1和最大位移点S2均为实验设定参数。

所述液压缸由伺服阀控制；所述伺服阀的控制信号由RMC控制器输出；所述RMC控制器为美国Delta计算机***公司研发和制造的运动控制器，本申请中采用的具体为RMC70系列以太网单轴运动控制器；所述RMC控制器采用闭环控制，图2为RMC控制器的闭环控制原理图，所述RMC控制器共设有六个调节模块，分别为速度前馈模块、加速度前馈模块、加加速度前馈模块、比例模块、微分模块和积分模块；每个所述调节模块均配置有调节系数；其中，所述速度前馈模块配置的调节系数为速度调节系数，所述加速度前馈模块配置的调节系数为加速度调节系数，所述加加速度前馈模块配置的调节系数为加加速度调节系数，所述比例模块配置的调节系数为比例调节系数，所述微分模块配置的调节系数为微分调节系数，所述积分模块配置的调节系数为积分调节系数。

上述各所述调节模块的所述调节系数均对应有关于发射质量和发射速度的二维插值曲线函数；所述发射质量为发射的所述人体模型的质量；所述发射速度为所述人体模型与所述导向推架脱离时的速度。

本实施例提供的模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法的流程图如图3所示，所述控制方法包括如下步骤：

s1、获取发射质量和发射速度。

模拟机动车行人保护的人体模型发射装置配置有人机界面，在进行发射实验时，操作人员通过人机界面设置发射参数，所述发射参数至少包括最终撞击速度、发射质量、水平飞行距离、加速度、加速行程以及减速行程，其中，所述最终撞击速度是指人体模型与实验台面撞击时的速度，所述发射质量是指人体模型的质量，所述水平飞行距离是指人体模型与导向推架脱离后到与实验台面撞击时的水平飞行距离；所述加速度包括液压缸活塞杆做匀加速直线运动时的加速度和做匀减速直线运动时的加速度；所述加速行程是指所述液压缸活塞杆端部做匀加速直线运动的位移；所述减速行程是指所述液压缸活塞杆端部做匀减速直线运动的位移。

通过读取设定的发射参数，即可得到发射质量；在发射控制软件***内存储有运动学模型，通过将各发射参数输入到运行学模型中，即可计算得到发射速度，这里的发射速度是目标发射速度。

所述运动学模型根据不同的发射条件具有不同的表达公式，例如，按照固定水平飞行距离这一发射条件，所述运动学模型如公式（4）所示：

（4）

式中，u为液压缸的发射速度，v为最终撞击速度，d为人体模型的自由水平飞行距离，g为重力加速度。其中，液压缸的发射速度u等于图1中液压缸活塞杆端部的最大速度Vmax；人体模型的水平飞行距离d是固定值。

s2、将所述发射质量和发射速度代入各个调节模块对应的二维插值曲线函数，得到与各个调节模块分别对应的调节系数。

每个调节模块对应有一个二维插值曲线函数，该二维插值曲线函数有两个变量，分别为发射质量和发射速度，当发射质量和发射速度确定后，可以得到与之对应的唯一的调节系数。当获取到人体模型的发射质量和发射速度之后，将发射质量和发射速度代入到RMC控制器的各个调节模块对应的二维插值曲线函数中，可得到各个调节模块对应的调节系数，在本实施例中，一共有六个调节模块，共得到六个调节系数。

s3、用步骤s2中确定的调节系数设置所述RMC控制器，使得所述RMC控制器适应性输出伺服阀控制信号。

将RMC控制器的各个调节模块设置为步骤s2中确定的调节系数，在人体模型发射过程中，RMC控制器对液压缸活塞杆的位置和速度进行闭环控制。

请参考图2，所述RMC控制器的闭环控制步骤如下：

获取速度前馈模块输出的前馈速度值、加速度前馈模块输出的前馈加速度值、加加速度前馈模块输出的前馈加加速度值、比例模块输出的比例值、微分模块输出的微分值和积分模块输出的积分值；

将所述前馈速度值、所述前馈加速度值、所述前馈加加速度值、所述比例值、所述微分值、所述积分值求和得到所述伺服阀发射控制信号。

其中，所述前馈速度值是通过对实时目标速度进行速度前馈调节得到的；所述前馈加速度值是通过对实时目标加速度进行加速度前馈调节得到的；所述前馈加加速度值是通过对实时目标加加速度进行加加速度前馈调节得到的；所述比例值是通过对实时目标位移和实时实际位移的位置误差进行比例参数调节得到的；所述微分值是通过对实时目标速度和实时实际速度的速度误差进行微分参数调节得到的；所述积分值是通过对实时目标位移和实时实际位移的位置误差进行积分参数调节得到的。

所述实时目标加速度和所述实时目标加加速度是通过在人机界面设置的发射参数直接获得的，所述实时目标位移和所述实时目标速度分别是通过绘制的目标曲线获得的；如图1所示，目标曲线包括位移曲线和速度曲线，通过在人机界面设置的发射参数，即可得到目标曲线；具体地，液压缸活塞杆从速度为零开始先做匀加速直线运动再做匀减速直线运动，加速度、加速行程、减速行程、最大速度（即发射速度）都是已知的，则很容易得到位移曲线和速度曲线，通过位移曲线和速度曲线，即可获得所述实时目标位移和所述实时目标速度；所述实时实际位移和所述实时实际速度分别是通过传感器实时获取的，采用位移传感器获取实时实际位移，采用速度传感器获取实时实际速度，其中位移传感器采用美国MTS公司的RH系列磁滞伸缩位移传感器，速度传感器采用德国OPEX JT-S1000对射式光电传感器，该传感器响应时间小于0.5ms。

具体地，将所述前馈速度值、所述前馈加速度值、所述前馈加加速度值、所述比例值、所述微分值、所述积分值求和具体包括：

将所述比例值和所述微分值求和得到比例微分调节值；

将所述比例微分调节值进行输出滤波；

将输出滤波后的所述比例微分值与所述前馈速度值、所述前馈加速度值、所述前馈加加速度值以及所述前馈积分值求和。

请参考图4，图4为确定调节模块的二维插值曲线函数的流程图，各所述调节模块的二维插值曲线函数是在进行正式的发射实验之前通过多次的发射实验来确定的，需要说明的是，不管是为确定二维插值曲线函数而进行的发射实验，还是所谓的正式的发射实验，其发射过程以及发射原理都是相同的，不同之处在于，在确定二维插值曲线函数时进行的发射实验只需将人体模型发射即可，无需让其撞击实验平台，而正式的发射实验是需要将人体模型发射后撞击实验台面并检测撞击结果。

各个所述调节模块需要逐一确认其二维插值曲线函数，每一个调节模块的二维插值曲线函数的确定都需要进行多次发射实验，各所述调节模块的二维插值曲线函数根据以下步骤确定：

s100、对人体模型在设定发射速度下进行发射实验，得到第一实际位移曲线、第一理论位移曲线、第一实际速度曲线和第一理论速度曲线；每次发射实验中，所述调节模块具有设定调节系数；所述第一实际位移曲线为本次发射实验中液压缸活塞杆端部的位移与时间的曲线；所述第一实际速度曲线为本次发射实验中液压缸活塞杆端部的速度与时间的曲线；所述第一理论位移曲线为本次发射实验中设计的液压缸活塞杆端部的位移与时间的曲线；所述第一理论速度曲线为本次发射实验中设计的液压缸活塞杆端部的速度与时间的曲线。

选取下腿型、上腿型、儿童头型和成人头型中的任意一种人体模型，并将其可脱离的安装在导向推架上；设定发射速度为人为设定值，其数据的选取尽量接近正式发射实验时的发射速度，例如，设定发射速度的取值范围可以为：30-80km/h；其余的发射参数的设定也参考正式发射实验的发射参数，通过运动学模型即可得到活塞杆运动的第一理论位移曲线和第一理论速度曲线，在进行发射实验时，通过位移传感器和速度传感器即可实时获取第一实际位移曲线和第一实际速度曲线。

在确定任一调节模块的二维插值曲线函数时，在进行发射实验之前，需要为该调节模块配置设定调节系数，设定调节系数的取值范围大于0且小于1，优选为0.3-0.7。

其余五个调节模块的调节系数可以设定为标准调节系数，标准调节系数的取值为0.5。

s200、确定第一实际位移曲线和第一理论位移曲线的偏差值，得到第一偏差值。具体包括以下步骤：

s201、从第一实际位移曲线上均匀提取N个计算点，得到第一实际位移计算点集；N为大于等于100的自然数。第一实际位移计算点集包含N个点，这里N的取值优选为200，相邻的两个计算点之间的时间间隔相同。

s202、从第一理论位移曲线上均匀提取N个计算点，得到第一理论位移计算点集。第一理论位移计算点集也包含N个点，相邻的两个计算点之间的时间间隔相同，并且各个计算点的提取时刻与步骤s201中计算点的提取时刻一一对应。

s203、将第一理论位移计算点集中的计算点和第一实际位移计算点集中的计算点依序对应作差，得到位移差值序列。具体地，将两个点集中提取时刻相同的点的位移值进行作差，可以是第一理论位移计算点集中的计算点的位移值减去第一实际位移计算点集中的计算点的位移值，也可以是第一实际位移计算点集中的计算点的位移值减去第一理论位移计算点集中的计算点的位移值，得到位移差值序列，位移差值序列包含N个位移差值。

s204、根据位移差值序列计算第一正差值个数q1、第一正差值均值w1、第一负差值个数e1、和第一负差值均值t1。

根据经验判断，液压缸活塞杆端部的导向推架的第一理论位移曲线和第一实际位移曲线一般为两条具有一个交叉点的曲线，所以与二者对应的两个点集的位移差值有正有负，第一理论位移曲线和第一实际位移曲线的交叉点的左右两侧计算点的位移差值的正负相反，统计位移差值为正的个数并记作第一正差值个数q1，统计位移差值为负的个数并记作第一负差值个数e1，将所有的正数位移差值求平均值得到第一正差值均值w1，将所有的负数位移差值求平均值得到第一负差值均值t1。

s205、根据以下公式（1）计算得到所述第一偏差值E1：

E1=r1*|q1-e1|+r2*w1+|r3*t1| （1）

其中，r1、r2、r3均为设定的权重，r1、r2、r3均为大于0且小于1的数，且r1+r2+r3= 1；优选的，r1等于0.5，r2等于0.25，r3等于0.25。

第一正差值个数q1与第一负差值个数e1的差值的绝对值反应了第一理论位移曲线和第一实际位移曲线的交叉点的分布位置，第一正差值个数q1与第一负差值个数e1的差值的绝对值越大，说明第一理论位移曲线和第一实际位移曲线的交叉点越偏离曲线的中部，越靠近曲线的两端，将两条曲线分别相对靠近交叉点的一端记作第一端，将两条曲线分别相对远离交叉点的一端记作第二端，则两条曲线的第二端之间形成的开口会较大，也就意味着第一理论位移曲线和第一实际位移曲线的偏离程度越大。

第一正差值均值w1和第一负差值均值t1分别反应了交叉点两侧的第一理论位移曲线和第一实际位移曲线的偏离程度。

s300、确定第一实际速度曲线和第一理论速度曲线的偏差值，得到第二偏差值。具体包括以下步骤：

s301、从第一实际速度曲线上均匀提取M个计算点，得到第一实际速度计算点集；M为大于等于100的自然数。第一实际速度计算点集包含M个点，这里M的取值优选为200，相邻的两个计算点之间的时间间隔相同。

s302、从第一理论速度曲线上均匀提取M个计算点，得到第一理论速度计算点集。第一理论速度计算点集也包含M个点，相邻的两个计算点之间的时间间隔相同，并且各个计算点的提取时刻与步骤s301中计算点的提取时刻一一对应。

s303、将第一理论速度计算点集中的计算点和第一实际速度计算点集中的计算点依序对应作差，得到速度差值序列。具体地，将两个点集中提取时刻相同的点的速度值进行作差，可以是第一理论速度计算点集中的计算点的速度值减去第一实际速度计算点集中的计算点的速度值，也可以是第一实际速度计算点集中的计算点的速度值减去第一理论速度计算点集中的计算点的速度值，得到速度差值序列，速度差值序列包含M个速度差值。

s304、根据速度差值序列计算第二正差值个数q2、第二正差值均值w2、第二负差值个数e2、和第二负差值均值t2。

根据经验判断，液压缸活塞杆端部的导向推架的第一理论速度曲线和第一实际速度曲线一般为两条具有一个交叉点的曲线，所以与二者对应的两个点集的速度差值有正有负，第一理论速度曲线和第一实际速度曲线的交叉点的左右两侧计算点的速度差值的正负相反，统计速度差值为正的个数并记作第二正差值个数q2，统计速度差值为负的个数并记作第二负差值个数e2，将所有的正数速度差值求平均值得到第二正差值均值w2，将所有的负数速度差值求平均值得到第二负差值均值t2。

s305、根据以下公式（2）计算得到所述第二偏差值E2：

E2=r4*|q2-e2|+r5*w2+|r6*t2| （2）

其中，r4、r5、r6均为设定的权重，r4、r5、r6均为大于0且小于1的数，且r4+r5+r6= 1；优选的，r4等于0.5，r5等于0.25，r6等于0.25。

第二正差值个数q2与第二负差值个数e2的差值的绝对值反应了第一理论速度曲线和第一实际速度曲线的交叉点的分布位置，第二正差值个数q2与第二负差值个数e2的差值的绝对值越大，说明第一理论速度曲线和第一实际速度曲线的交叉点越偏离曲线的中部，越靠近曲线的两端，将两条曲线分别相对靠近交叉点的一端记作第一端，将两条曲线分别相对远离交叉点的一端记作第二端，则两条曲线的第二端之间形成的开口会较大，也就意味着第一理论速度曲线和第一实际速度曲线的偏离程度越大。

第二正差值均值w2和第二负差值均值t2分别反应了交叉点两侧的第一理论速度曲线和第一实际速度曲线的偏离程度。

s400、计算第一偏差值和第二偏差值的复合偏差值。

具体地，根据以下公式（3）计算第一偏差值E1和第二偏差值E2的复合偏差值E：

E=r7*E1+r8*E2 （3）

其中，E为复合偏差值，r7、r8均为设定的权重，r7、r8均为大于0且小于1的数，且r7 +r8=1；优选的，r7等于0.5，r8等于0.5。

s500、更改所述设定调节系数，重复步骤s100-s400，得到若干复合偏差值。

具体地，更改当前确认二维插值曲线函数的调节模块的设定调节系数，修改后的设定调节系数的取值范围仍然为大于0且小于1，优选为0.3-0.7，其余五个调节模块的调节系数保持不变，重复步骤s100-s400，每更改一次所述设定调节系数，即得到一个复合偏差值，为确保准确性，至少更改所述设定调节系数20次。

需要说明的是，本步骤只修改所述设定调节系数，不更换人体模型和设定发射速度。

s600、确定复合偏差值最小的发射实验所采用的设定调节系数为理想调节系数，得到一个理想插值（m₀，v₀，p₀），其中，m₀为人体模型质量，v₀为设定发射速度，p₀为当前调节模块对应于当前人体模型和设定发射速度的理想调节系数。

具体地，比较步骤s500中得到的若干复合偏差值的大小，筛选出最小的复合偏差值，并将最小复合偏差值对应的发射实验所采用的设定调节系数作为理想调节系数，同时得到一个理想插值（m₀，v₀，p₀）。

s700、更改人体模型和/或设定发射速度，重复上述步骤s100-s600，得到插值序列，所述插值序列包括若干理想插值；不同的人体模型具有不同的质量。

具体地，可以只改变人体模型或者只改变设定发射速度，也可以人体模型和设定发射速度都改变，重复步骤s100-s600，每重复一次，得到一个理想插值，最后得到由若干理想插值组成的插值序列。

s800、用所述插值序列中的所有理想插值拟合得到所述调节模块的调节系数关于发射质量和发射速度的二维插值曲线函数，其中一个理想插值中：人体模型质量对应二维插值曲线函数中的发射质量，设定发射速度对应二维插值曲线函数中的发射速度，理想调节系数对应二维插值曲线函数中的调节系数。

优选的，在对某一个调节模块的二维插值曲线函数进行确定时，其余的五个调节模块的调节系数还可以根据以下步骤确定：

判断所述调节模块是否根据步骤s100-s800确定有对应的二维插值曲线函数；

若是，则通过人体模型质量和设定发射速度及对应的所述二维插值曲线函数计算得到该调节模块的调节系数；

若否，则将该调节模块的调节系数设定为标准调节系数。

具体地，当采用步骤s100-s800对速度前馈模块的二维插值曲线函数进行确定时，需要对加速度前馈模块、加加速度前馈模块、比例模块、微分模块和积分模块分别进行判断，判断是否已经确定有对应的二维插值曲线函数，例如，当判断加速度前馈模块已经确定有对应的二维插值曲线函数时，在进行发射实验之前，需要将本次发射实验即将用到的人体模型的质量以及设定发射速度代入至该二维插值曲线函数中，得到加速度前馈模块的调节系数，并对加速度前馈模块进行相应设置；当判断加速度前馈模块没有确定有对应的二维插值曲线函数时，则直接将加速度前馈模块的调节系数设定为标准调节系数。通过采用上述技术方案，有利于使得各二维插值曲线函数的确定更为精准，更加有利于对液压缸活塞杆进行精准控制。

进一步地，判断所有调节模块均根据步骤s100-s800确定有对应的二维插值曲线函数时，重复步骤s100-s800，更新每个调节模块的二维插值曲线函数。

具体地，当判断六个调节模块均确定有对应的二维插值曲线函数时，可再重复步骤s100-s800，即在第一轮确定六个二维插值曲线函数之后，再进行至少一轮确定，此过程中，在对任一调节模块的二维插值曲线函数进行确定时，其余的五个调节模块的调节系数均按照上一轮确定的二维插值曲线函数来设定，即其余五个调节模块均不设定为标准调节系数。

通过采用上述技术方案，可进一步优化各个调节模块的二维插值曲线函数，有利于对液压缸活塞杆更为精准的控制。

进一步地，模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法还包括以下步骤：

在伺服阀的闭环静止状态下实时获取伺服阀的输出信号；

获得伺服阀输出信号的最大值和最小值；

将伺服阀输出信号的最大值和最小值求平均得到零点值；

将伺服阀输出信号的最大值和最小值求差得到死区值；

在伺服阀发出控制信号前，将所述RMC控制器适应性输出的伺服阀控制信号同时叠加所述零点值及所述死区值后实时发出。

其中，伺服阀的输出信号只有一个表征流量的电压信号，在伺服阀闭环静止状态下，实时获取其输出信号，并每隔一定时间对该时刻之前获取的所有输出信号的值进行比较，得到输出信号的最大值和最小值，求二者的平均值得到零点值，再求二者的差值得到死区值，将零点值和死区值分别叠加在尚未发出的控制信号上，需要说明的是，伺服阀的控制信号也是电压信号。

伺服阀在使用一段时间后，零点可能会发生漂移，对控制精度产生一定影响，通过采用上述技术方案，能够对伺服阀进行相应补偿，有利于提高控制精度。

实施例2

本实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括：

存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；

所述计算机程序被所述处理器执行时实现如实施例1中所述的模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法的步骤。

实施例3

本实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制程序，所述模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制程序被处理器执行时实现如实施例1所述的模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法的步骤。

实施例4

本实施例提供一种服务端400，如图5所示，所述服务端400包括中央处理单元（CPU）401，其可以根据存储在只读存储器（ROM）402中的程序或者从存储部分加载到随机访问存储器（RAM）403中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM403中，还存储有***操作所需的各种程序和数据。CPU401、ROM402以及RAM403通过总线404彼此相连。输入/输出（I/O）接口405也连接至总线404。

以下部件连接至I/O接口405：包括键盘、鼠标等的输入部分406；包括诸如阴极射线管（CRT）、液晶显示器（LCD）等以及扬声器等的输出部分407；包括硬盘等的存储部分408；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分409。通信部分409经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器也根据需要连接至I/O接口405。可拆卸介质411，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器410上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分408。

特别地，根据本发明的实施例，上文参考实施例1中描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行实施例1中所述的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分409从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质411被安装。

需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是，但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均应视为本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法，其特征在于，所述发射装置由液压缸驱动；所述液压缸的活塞杆端部安装有导向推架；人体模型在所述导向推架的推动下从所述发射装置发射，撞击在实验台面上；所述液压缸由伺服阀控制；所述伺服阀的控制信号由RMC控制器输出；所述RMC控制器设有六个调节模块，分别为速度前馈模块、加速度前馈模块、加加速度前馈模块、比例模块、微分模块和积分模块；每个所述调节模块均配置有调节系数；各所述调节模块的所述调节系数均对应有关于发射质量和发射速度的二维插值曲线函数；所述发射质量为所述人体模型的质量；所述发射速度为所述人体模型与所述导向推架脱离时的速度；所述控制方法包括如下步骤：

s1、获取发射质量和发射速度；

s2、将所述发射质量和发射速度代入各个调节模块对应的二维插值曲线函数，得到与各个调节模块分别对应的调节系数；

s3、用步骤s2中确定的调节系数设置所述RMC控制器，使得所述RMC控制器适应性输出伺服阀控制信号；

其中，各所述调节模块的二维插值曲线函数根据以下步骤确定：

s100、对人体模型在设定发射速度下进行发射实验，得到第一实际位移曲线、第一理论位移曲线、第一实际速度曲线和第一理论速度曲线；每次发射实验中，所述调节模块具有设定调节系数；所述第一实际位移曲线为本次发射实验中液压缸活塞杆端部的位移与时间的曲线；所述第一实际速度曲线为本次发射实验中液压缸活塞杆端部的速度与时间的曲线；所述第一理论位移曲线为本次发射实验中设计的液压缸活塞杆端部的位移与时间的曲线；所述第一理论速度曲线为本次发射实验中设计的液压缸活塞杆端部的速度与时间的曲线；

s200、确定第一实际位移曲线和第一理论位移曲线的偏差值，得到第一偏差值；

s300、确定第一实际速度曲线和第一理论速度曲线的偏差值，得到第二偏差值；

s400、计算第一偏差值和第二偏差值的复合偏差值；

s500、更改所述设定调节系数，重复步骤s100-s400，得到若干复合偏差值；

s600、确定复合偏差值最小的发射实验所采用的设定调节系数为理想调节系数，得到一个理想插值（m₀，v₀，p₀），其中，m₀为人体模型质量，v₀为设定发射速度，p₀为当前调节模块对应于当前人体模型和设定发射速度的理想调节系数；

s700、更改人体模型和/或设定发射速度，重复上述步骤s100-s600，得到插值序列，所述插值序列包括若干理想插值；不同的人体模型具有不同的质量；

s800、用所述插值序列中的所有理想插值拟合得到所述调节模块的调节系数关于发射质量和发射速度的二维插值曲线函数，其中一个理想插值中：人体模型质量对应二维插值曲线函数中的发射质量，设定发射速度对应二维插值曲线函数中的发射速度，理想调节系数对应二维插值曲线函数中的调节系数。

2.根据权利要求1所述的模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法，其特征在于，当任一所述调节模块在根据步骤s100-s500进行发射实验时，其余的调节模块具有设定的标准调节系数。

3.根据权利要求1所述的模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法，其特征在于，当任一所述调节模块在根据步骤s100-s500进行发射实验时，其余的调节模块的调节系数根据以下步骤确定：

判断所述调节模块是否根据步骤s100-s800确定有对应的二维插值曲线函数；

若是，则通过人体模型质量和设定发射速度及对应的所述二维插值曲线函数计算得到该调节模块的调节系数；

若否，则将该调节模块的调节系数设定为标准调节系数。

4.根据权利要求3所述的模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法，其特征在于，判断所有调节模块均根据步骤s100-s800确定有对应的二维插值曲线函数时，重复步骤s100-s800，更新每个调节模块的二维插值曲线函数。

5.根据权利要求1所述的模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法，其特征在于，步骤s200中，确定第一实际位移曲线和第一理论位移曲线的偏差值，得到第一偏差值具体包括以下步骤：

s201、从第一实际位移曲线上均匀提取N个计算点，得到第一实际位移计算点集；N为大于等于100的自然数；

s202、从第一理论位移曲线上均匀提取N个计算点，得到第一理论位移计算点集；

s203、将第一理论位移计算点集中的计算点和第一实际位移计算点集中的计算点依序对应作差，得到位移差值序列；

s204、根据位移差值序列计算第一正差值个数q1、第一正差值均值w1、第一负差值个数e1、和第一负差值均值t1；

s205、根据以下公式（1）计算得到所述第一偏差值E1：

E1=r1*|q1-e1|+r2*w1+|r3*t1| （1）

其中，r1、r2、r3均为设定的权重。

6.根据权利要求5所述的模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法，其特征在于，步骤s300中，确定第一实际速度曲线和第一理论速度曲线的偏差值，得到第二偏差值具体包括以下步骤：

s301、从第一实际速度曲线上均匀提取M个计算点，得到第一实际速度计算点集；M为大于等于100的自然数；

s302、从第一理论速度曲线上均匀提取M个计算点，得到第一理论速度计算点集；

s303、将第一理论速度计算点集中的计算点和第一实际速度计算点集中的计算点依序对应作差，得到速度差值序列；

s304、根据速度差值序列计算第二正差值个数q2、第二正差值均值w2、第二负差值个数e2、和第二负差值均值t2；

s305、根据以下公式（2）计算得到所述第二偏差值E2：

E2=r4*|q2-e2|+r5*w2+|r6*t2| （2）

其中，r4、r5、r6均为设定的权重。

7.根据权利要求6所述的模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法，其特征在于，根据以下公式（3）计算第一偏差值和第二偏差值的复合偏差值：

E=r7*E1+r8*E2 （3）

其中，E为复合偏差值，r7、r8均为设定的权重。

8.根据权利要求1所述的模拟机动车行人保护的人体模型发射装置的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在伺服阀的闭环静止状态下实时获取伺服阀的输出信号；

获得伺服阀输出信号的最大值和最小值；

将伺服阀输出信号的最大值和最小值求平均得到零点值；

将伺服阀输出信号的最大值和最小值求差得到死区值；

在伺服阀发出控制信号前，将所述RMC控制器适应性输出的伺服阀控制信号同时叠加所述零点值及所述死区值后实时发出。

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