座椅是集力学分析、机械振动、人机工程学、控制工程等一体的综合性产品,作为车辆减振的最后一个环节,座椅系统性能的好坏直接影响乘坐舒适性。传统的座椅系统没有从人机工程学角度出发,设计的座椅并不满足静态舒适性要求;另外,车辆在不同的工况下行驶时,人体对座椅的要求不相同,在良好路面作业时,为提高舒适性,要求座椅悬架尽量软;在粗糙的坏路面行驶时,则要求座椅悬架尽可能较硬,而传统的座椅悬架不满足这一要求,因此,本文结合企业项目“消防车驾驶室产品技术开发”中的一部分,主要对机场消防车座椅系统的舒适性开展研究。本论文首先从座椅静态舒适性出发,研究中国人体尺寸数据,并对数据进行修订和完善,根据人机工程学理论及方法,设计符合中国人体尺寸的驾驶员座椅和人体模型,为后文的仿真研究奠定基础。其次,为保证驾驶员座椅获得良好的动态舒适性,论文采用空气弹簧悬架,分析空气弹簧悬架的结构型式及工作原理,建立空气弹簧系统各个部件的数学模型,并借助MATLAB/Simulink创建仿真模型,仿真结果表明,选择合适的空气弹簧参数能有效衰减振动。然后,根据人体振动舒适性评价方法,在ADAMS中创建带人体模型的机场消防车空气弹簧座椅模型,仿真在不同路面上以不同速度行驶时传至人体的加速度,仿真结果表明,在良好路面行驶时,空气弹簧座椅能有效衰减振动,保证人体的乘坐舒适性,在粗糙路面行驶时,传至人体的加速度超出人体舒适性范围,减振效果有待进一步改善。最后,针对在粗糙路面行驶座椅舒适性较差的情况,本文采用模糊PID控制策略,以人体加速度误差和误差变化率作为输入量,以空气弹簧控制力作为输出量,设计模糊PID控制器,为验证控制效果,与ADAMS建立的整车模型进行联合仿真,并与被动空气弹簧座椅进行对比分析,仿真结果表明,采用模糊PID控制的座椅系统减振效果得到了进一步改善,提高了人体振动舒适性。