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用系统辨识研究人体落地冲击时身体组织的被动缓冲特性

裘艺  伍勰  张胜年  魏文仪  
【摘要】:目的探索利用系统辨识寻求人体落地冲击模型中力学元件参数的方法,并结合仿真分析验证其有效性和实用性。方法将人体简化为带有一个颤摆质量和一个刚性质量的—自由度集中参数物理模型,用状态空间法导出相应的数学模型,采用n4sid子空间系统辨识方法得到广义状态方程,进一步借助约束优化方法求解模型力学元件参数估值。结果参与缓冲的颤摆质量随落地高度的增加而增大,弹性、阻尼元件参数估值有一适宜的范围,仿真计算输出量与实际人体系统输出量有更好的拟合度。结论采用系统辨识方法可有效估算两质量-自由度系统模型中反映人体缓冲特性的力学元件参数估值。

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