機車-人系統之實驗設計與穩定性分析

Abstract

機車一人系統穩定性之定義為騎士所希望的運動狀態不致於違反其意識或外來的阻礙 ，因此得以恢復原來運動狀態者。亦即系統受外力干擾時，能迅速恢復原來運動狀態 能力者。 本篇論文之內容可分為理論部分與實驗部分：其中理論部分將機車一人系統化成一高 階之運動方程式，分別從事線性與非線性分析，旨在研究機車一人系統之穩定性。在 線性分析中，藉著特徵值之正負號來界定機車的動態特性，並且改變速度參數以觀察 傾覆(capsize) 模態、穿梭(weave) 模態以及顫動(wobble)模態的變化情形。並引入 視覺長度來求得二維( 前進速度，視覺長度) 之穩定邊界，做為研究機車一人系統動 態穩定性之依據。在非線性分析中，應用分岐(bifurcation) 理論和中央流形(cent- er manifold)理論來探討機車一人系統的穩定情形，由穩定邊界上的分岐圖形以及分 岐方程式加以展開(unfolding) 可以比較驗證盄性分析結果的適用性範圍大小。 關於實驗方面，先將已用田口氏方法(Taguchi method)得到之機車操縱性之實驗結果 針對其控制因素如人、機車懸吊系統、以及拖曳距做回歸分析以求得機車結構之最佳 化設計參數。最後，進行機車放手實驗，實地騎乘機車於平坦路面，並以速度陀螺儀 量測其擺動(yaw) 與滾動(roll)軸之振動頻率以與線性分析之三種模態頻率做一比較 ，進而了解理論部分之真確性。 #50012674.abs #50012674.abs