本發(fā)明涉及人-機(jī)-環(huán)境的仿生技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種在有限元人體模型中實(shí)現(xiàn)肌肉主動(dòng)力的模擬方法及控制模型。

背景技術(shù)：

在汽車(chē)碰撞安全研究領(lǐng)域，人體有限元模型為損傷機(jī)理和損傷防護(hù)研究提供了有效的手段，許多研究工作者建立了基于人體解剖學(xué)結(jié)構(gòu)的人體三維有限元模型，研究人體頸部在汽車(chē)碰撞事故中的生物力學(xué)特性、損傷機(jī)制及損傷準(zhǔn)則，但這些研究通常只考慮了肌肉的被動(dòng)效應(yīng)。肌肉主動(dòng)力的作用的缺失，將制約著損傷機(jī)理被完全重現(xiàn)和認(rèn)知；此外，隨著主動(dòng)安全技術(shù)越來(lái)越得到重視和發(fā)展，主、被動(dòng)安全技術(shù)的結(jié)合發(fā)展趨勢(shì)，碰撞發(fā)生前的載荷施加過(guò)程及載荷等級(jí)所引起的肌肉主動(dòng)反應(yīng)對(duì)駕乘人員的運(yùn)動(dòng)學(xué)響應(yīng)有著巨大的影響，這就要求有一種工具即可評(píng)估汽車(chē)安全系統(tǒng)在碰撞階段的性能，又可評(píng)估其在碰撞前階段的性能，即在人體有限元模型中實(shí)現(xiàn)肌肉的主動(dòng)控制模擬。

目前，肌肉主動(dòng)力建模方法主要是通過(guò)定義激活方程式等方法設(shè)定肌肉的激活等級(jí)來(lái)模擬神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)肌肉的刺激，并在仿真過(guò)程中定義某一個(gè)特定時(shí)刻作為激活初始時(shí)刻。這種方法定義的肌肉模型，其反射響應(yīng)取決于所定義的時(shí)間常數(shù)，或預(yù)先定義的激活等級(jí)曲線(xiàn)。通過(guò)這種方法建立的肌肉主動(dòng)力模型存在以下缺點(diǎn)：一是模型無(wú)法重現(xiàn)人體姿態(tài)的維持特性，如果預(yù)碰撞時(shí)間較長(zhǎng)，有限元模型將可能傾倒、塌陷，而無(wú)法維持現(xiàn)實(shí)中乘員身體的正常姿態(tài)；二是無(wú)法模擬肌肉的條件反射響應(yīng)，即不能產(chǎn)生與實(shí)際碰撞事故發(fā)生時(shí)的汽車(chē)加速度、安全帶預(yù)緊等因素相匹配的肌肉響應(yīng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種在有限元人體模型中實(shí)現(xiàn)肌肉主動(dòng)力的模擬方法及控制模型，該方法將人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制過(guò)程中感覺(jué)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性用傳遞函數(shù)模擬，在有限元軟件中采用關(guān)鍵字編寫(xiě)控制程序，建立基于PID閉環(huán)控制的肌肉主動(dòng)控制模型，將控制模型與肌肉力學(xué)模型有機(jī)結(jié)合，在有限元模擬平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)人體肌肉主動(dòng)控制功能。

一種在有限元人體模型中實(shí)現(xiàn)肌肉主動(dòng)力的模擬方法，通過(guò)有限元實(shí)體肌肉單元的材料特性定義肌肉被動(dòng)力特性，采用控制模型與力學(xué)模型相耦合的方式，根據(jù)Hill肌肉本構(gòu)模型，對(duì)肌肉采用三維實(shí)體單元與一維梁?jiǎn)卧怨补?jié)點(diǎn)的方式并聯(lián)，定義肌肉的主動(dòng)力響應(yīng)特性；根據(jù)肌肉的收縮速度和收縮量采用PID反饋控制，生成模擬肌肉刺激信號(hào)，利用肌肉刺激信號(hào)進(jìn)行肌肉激活等級(jí)的調(diào)整，利用得到的肌肉激活等級(jí)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的肌肉主動(dòng)力，將肌肉主動(dòng)力作用于人體有限元模型，實(shí)現(xiàn)肌肉主動(dòng)力模擬。

所述肌肉的主動(dòng)力F_CE根據(jù)Hill肌肉材料模型，按照公式獲得：F_CE＝σ_ce*A_pcsa，且采用*MAT_MUSCLE定義肌肉的主動(dòng)力屬性；

其中，σ_ce＝A(t)f_l(l)f_v(v)σ_max，A(t)為肌肉激活等級(jí)，依據(jù)肌肉受到碰撞產(chǎn)生的刺激信號(hào)取值；f_l(l)和f_v(v)分別為為肌肉力－肌肉長(zhǎng)度型函數(shù)以及肌肉力－收縮速度型函數(shù)，σ_max為最大收縮應(yīng)力，A_pcsa為肌肉的生理橫截面積；σ_max、A_pcsa、f_l(l)以及f_v(v)均為肌肉的生物力學(xué)參數(shù)，根據(jù)人體生物力學(xué)計(jì)算獲得；

肌肉激活等級(jí)依據(jù)肌肉受到碰撞產(chǎn)生的刺激信號(hào)過(guò)程采用兩個(gè)串聯(lián)的低通濾波器模擬，第一個(gè)低通濾波器模擬由肌肉刺激信號(hào)u(t)獲得神經(jīng)刺激信號(hào)Ne(t)的過(guò)程，由神經(jīng)刺激時(shí)間常數(shù)T_ne的大小調(diào)節(jié)神經(jīng)刺激信號(hào)的輸出速率；第二個(gè)濾波器模擬肌肉激活/鈍化的過(guò)程，通過(guò)調(diào)整激活時(shí)間常數(shù)T_naa和鈍化時(shí)間常數(shù)T_nad的大小獲得肌肉激活等級(jí)A(t)：

其中，T_na表示激活時(shí)間常數(shù)T_naa或鈍化時(shí)間常數(shù)T_nad，當(dāng)模擬過(guò)程為激活時(shí)，T_na表示激活時(shí)間常數(shù)T_naa；當(dāng)模擬過(guò)程為鈍化時(shí)，T_na表示鈍化時(shí)間常數(shù)T_nad。

所述模擬肌肉刺激信號(hào)按照公式計(jì)算獲得：

且通過(guò)物理建模的方法，利用LS-DYNA求解器實(shí)現(xiàn)積分和微分運(yùn)算，獲取公式中誤差信號(hào)的積分和微分曲線(xiàn)；

其中，e(t)＝r(t)-y_d(t)，e(t)表示肌肉內(nèi)骨骼關(guān)節(jié)彎曲偏差信號(hào)，r(t)表示肌肉內(nèi)骨骼關(guān)節(jié)碰撞前彎曲程度參考信號(hào)，y_d(t)表示肌肉內(nèi)骨骼關(guān)節(jié)碰撞后的彎曲程度經(jīng)過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)延遲后的反饋信號(hào)，k_p、k_i以及k_d分別表示PID控制算法中的比例系數(shù)、積分系數(shù)以及微分系數(shù)；表示對(duì)肌肉內(nèi)骨骼關(guān)節(jié)彎曲偏差信號(hào)e(t)進(jìn)行積分運(yùn)算；de(t)/dt表示對(duì)肌肉內(nèi)骨骼關(guān)節(jié)彎曲偏差信號(hào)e(t)進(jìn)行微分運(yùn)算。

PID控制是工程中非常成熟的控制方法，三個(gè)參數(shù)的整定是根據(jù)穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性的原則，以消除偏差為目的，按照先比例后積分再微分的步驟，逐步湊試獲得；

所述誤差信號(hào)的積分和微分曲線(xiàn)通過(guò)*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_NODE定義某骨骼關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)的速度曲線(xiàn)為偏差信號(hào)e(t)，并通過(guò)*DEFINE_CURVE_FUNCTION的指令dx與accx獲取該骨骼關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)的位移和加速度曲線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)積分ie(t)和微分運(yùn)算de(t)。

采用兩個(gè)串聯(lián)的濾波器對(duì)PID控制模塊生成模擬肌肉刺激信號(hào)進(jìn)行整定，使得利用刺激信號(hào)u(t)調(diào)整后的肌肉激活等級(jí)在最小極限0.5％和最大極限70％之間。

根據(jù)Janet Brelin-Fornari的研究可知，肌肉激活等級(jí)的最大極限為70％，最小極限為0.5％^[17]，激活等級(jí)越大，肌肉的主動(dòng)收縮力越大。激活等級(jí)整定模塊對(duì)刺激信號(hào)u(t)進(jìn)行規(guī)范并將其限制在最大最小極限之間，得到可用的激活等級(jí)A(t)。

所述神經(jīng)系統(tǒng)延遲利用一階慣性環(huán)節(jié)的相位滯后特性模擬，具體過(guò)程如下：

在有限元模型中定義兩個(gè)參考點(diǎn)ni和nj，用純粘性屬性的離散單元連接這兩個(gè)參考點(diǎn)，C為離散單元的粘性參數(shù)值，設(shè)置參考點(diǎn)nj質(zhì)量為m，并使用關(guān)鍵字*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_NODE設(shè)置參考點(diǎn)ni的輸入利用關(guān)鍵字*HISTORY_NODE獲取參考點(diǎn)nj的輸出則神經(jīng)系統(tǒng)延遲的傳遞函數(shù)為：ω表示神經(jīng)系統(tǒng)延遲的角頻率；

采用Vlugt實(shí)驗(yàn)獲得的神經(jīng)系統(tǒng)延遲時(shí)間T_de，令一階慣性系統(tǒng)的群時(shí)延等于T_de，按以下公式確認(rèn)m和C的取值：

神經(jīng)延遲取決于刺激信號(hào)往返中樞神經(jīng)所需要的時(shí)間，根據(jù)Vlugt實(shí)驗(yàn)^[15]獲得的神經(jīng)延遲時(shí)間Tde，令一階慣性系統(tǒng)的時(shí)延等于Tde，根據(jù)一階慣性系統(tǒng)的群時(shí)延表達(dá)式確定合適的m，C值，從而獲得需要的延遲時(shí)間。

所述通過(guò)有限元實(shí)體肌肉單元的材料特性定義肌肉被動(dòng)力特性是指三維實(shí)體單元采用超彈性O(shè)gden橡膠材料模型，且肌肉設(shè)置為具有高度非線(xiàn)性粘彈性的被動(dòng)力屬性。

有益效果

本發(fā)明提供了一種在有限元人體模型中實(shí)現(xiàn)肌肉主動(dòng)力的模擬方法及控制模型，通過(guò)對(duì)人體骨骼肌系統(tǒng)復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)特性研究，以及對(duì)肌肉主動(dòng)力產(chǎn)生的影響因素挖掘的基礎(chǔ)上，將人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制過(guò)程中感覺(jué)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性用傳遞函數(shù)模擬，建立基于PID閉環(huán)控制的肌肉主動(dòng)控制模型；在有限元模擬平臺(tái)采用關(guān)鍵字進(jìn)行控制程序的編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)控制模型與力學(xué)模型的有機(jī)結(jié)合，不僅可實(shí)現(xiàn)肌肉主動(dòng)控制功能，還使控制模型具有隨研究對(duì)象的變化而調(diào)整的適應(yīng)性。在本方法中尤其在有限元模型中采用了將三維實(shí)體單元與一維梁?jiǎn)卧怨补?jié)點(diǎn)的方式并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了被動(dòng)力模擬和主動(dòng)力模擬；而且采用控制理論計(jì)算出與碰撞情況相對(duì)應(yīng)的激活等級(jí)，同時(shí)，控制模型具有隨研究對(duì)象的變化而調(diào)整的適應(yīng)性，而不是現(xiàn)有技術(shù)中采用預(yù)先設(shè)定激活等級(jí)，更加真實(shí)地模擬了實(shí)際碰撞情況，為安全產(chǎn)品的研發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。

附圖說(shuō)明

圖1為基于PID的頸部肌肉反饋控制模型；

圖2為頸部關(guān)節(jié)角計(jì)算參考點(diǎn)設(shè)置；

圖3一階慣性環(huán)節(jié)的物理建模示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。

一種在有限元人體模型中實(shí)現(xiàn)肌肉主動(dòng)力的模擬方法，包括以下幾個(gè)步驟：

步驟(1)對(duì)人體有限元模型的肌肉模型進(jìn)行重建，定義肌肉的被動(dòng)屬性和主動(dòng)屬性。

步驟(2)、通過(guò)MRI影像資料獲得人體骨骼肌三維模型的幾何，根據(jù)人體解剖學(xué)結(jié)構(gòu)中肌肉的起止端，將肌肉與骨骼模型進(jìn)行匹配。

步驟(3)、根據(jù)Hill肌肉本構(gòu)模型，采用三維實(shí)體單元與一維梁?jiǎn)卧怨补?jié)點(diǎn)的方式并聯(lián)，完成肌肉模型重建，模擬骨骼肌的主被動(dòng)力響應(yīng)特性。

其中三維實(shí)體單元采用超彈性O(shè)gden橡膠材料模型(*MAT_OGDEN_RUBBER)，定義肌肉具有高度非線(xiàn)性粘彈性的被動(dòng)力屬性；一維梁?jiǎn)卧捎肏ill肌肉材料模型(*MAT_MUSCLE)，定義肌肉的主動(dòng)力屬性。

步驟(4)、根據(jù)Hill肌肉材料模型，每條肌肉的主動(dòng)力F_CE均可按以下公式計(jì)算得到：

σ_ce＝A(t)f_l(l)f_v(v)σ_max (1)

F_CE＝σ_ce*A_pcsa (2)

式中A(t)為肌肉激活等級(jí)，f_l(l)和f_v(v)分別為為肌肉力－肌肉長(zhǎng)度型函數(shù)以及肌肉力－收縮速度型函數(shù)，σ_max為最大收縮應(yīng)力，A_pcsa為肌肉的生理橫截面積。

其中σ_max A_pcsa f_l(l)f_v(v)為肌肉的生物力學(xué)參數(shù)，已有大量研究結(jié)論，在材料模型*MAT_MUSCLE中定義即可，肌肉激活等級(jí)A(t)與碰撞事故發(fā)生時(shí)的狀況有關(guān)，即與碰撞事故發(fā)生時(shí)的肌肉收縮量和收縮速度有關(guān)；

肌肉激活等級(jí)依據(jù)肌肉受到碰撞產(chǎn)生的刺激信號(hào)過(guò)程采用兩個(gè)串聯(lián)的低通濾波器模擬，第一個(gè)低通濾波器模擬由肌肉刺激信號(hào)u(t)獲得神經(jīng)刺激信號(hào)Ne(t)的過(guò)程，由神經(jīng)刺激時(shí)間常數(shù)T_ne的大小調(diào)節(jié)神經(jīng)刺激信號(hào)的輸出速率；第二個(gè)濾波器模擬肌肉激活/鈍化的過(guò)程，通過(guò)調(diào)整激活時(shí)間常數(shù)T_naa和鈍化時(shí)間常數(shù)T_nad的大小獲得肌肉激活等級(jí)A(t)：

其中，T_na表示激活時(shí)間常數(shù)T_naa或鈍化時(shí)間常數(shù)T_nad，當(dāng)模擬過(guò)程為激活時(shí)，T_na表示激活時(shí)間常數(shù)T_naa；當(dāng)模擬過(guò)程為鈍化時(shí)，T_na表示鈍化時(shí)間常數(shù)T_nad。

以頸部為例，頸部肌肉的生物力學(xué)參數(shù)參考已發(fā)表研究結(jié)果，如表1所示，

表1.頸部肌肉參數(shù)

以頸部為例，頸部肌肉的控制參數(shù)如表2所示；

表2肌肉主動(dòng)力控制系統(tǒng)參數(shù)

步驟(5)、采用PID反饋閉環(huán)控制技術(shù)根據(jù)碰撞時(shí)刻的實(shí)際情況調(diào)整肌肉激活等級(jí)A(t)。肌肉的主動(dòng)作用反映在預(yù)碰撞中的姿勢(shì)維持以及緊急情況下的條件反射；

采用keyword關(guān)鍵字編程建立控制模型，根據(jù)碰撞情況調(diào)整肌肉主動(dòng)屬性的激活等級(jí)Na(t)，產(chǎn)生與碰撞強(qiáng)度相適應(yīng)的肌肉主動(dòng)力F_ce，再作用于人體有限元模型，實(shí)現(xiàn)模型在預(yù)碰撞中姿勢(shì)維持以及乘員在緊急情況下的條件反射模擬。

本發(fā)明正是依據(jù)這一思路來(lái)進(jìn)行肌肉激活等級(jí)A(t)的調(diào)整。人體姿勢(shì)的保持及改變主要通過(guò)關(guān)節(jié)角的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)，以頭頸部模型為例，如圖1所示，頸部實(shí)時(shí)彎曲角度為輸出y(t)，并作為反饋信號(hào)y_d(t)參與頸部運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)；g(t)為頭頸部有限元模型碰撞仿真的運(yùn)動(dòng)輸入，通常為碰撞加速度信號(hào)；參考信號(hào)r(t)為參考關(guān)節(jié)角，即碰撞前頸部的彎曲程度；反饋信號(hào)y_d(t)經(jīng)神經(jīng)延遲作用后與參考信號(hào)r(t)進(jìn)行比較，得到偏差信號(hào)e(t)；PID控制模塊根據(jù)偏差信號(hào)的大小作出相應(yīng)調(diào)控，得到肌肉刺激信號(hào)u(t),模擬中樞神經(jīng)對(duì)肌肉收縮進(jìn)行調(diào)控的電位信號(hào)；激活等級(jí)生成模塊根據(jù)肌肉激活理論對(duì)刺激信號(hào)u(t)進(jìn)行調(diào)整和規(guī)范，從而獲得肌肉激活等級(jí)A(t)，控制肌肉的激活程度；A(t)作用于頭頸部有限元模型的Hill肌肉單元，控制頭頸部關(guān)節(jié)彎曲角度的變化，實(shí)時(shí)角度的輸出反饋又將產(chǎn)生新的誤差，這樣反復(fù)調(diào)整直到誤差為零，從而實(shí)現(xiàn)了肌肉主動(dòng)力對(duì)頭頸部姿勢(shì)的調(diào)節(jié)。

步驟(6)、在有限元平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)步驟(5)所述的肌肉主動(dòng)力模擬。

在實(shí)現(xiàn)上述方法中，所述的肌肉內(nèi)骨骼關(guān)節(jié)角度信號(hào)通過(guò)矢量計(jì)算完成測(cè)量和計(jì)算。

矢量計(jì)算是成熟的方法，以頭頸部為例來(lái)闡述通過(guò)矢量計(jì)算獲得頸部關(guān)節(jié)角。

以頭頸部模型為例，如圖2所示分別取人體模型中的第一胸椎T1中心點(diǎn)和第一頸椎C1中心點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)n1、n2，根據(jù)式3～5可計(jì)算兩點(diǎn)所成的矢量與豎直方向的夾角，從而獲得頸部關(guān)節(jié)角。

U_x＝n_1x-n_2x (3)

Uz＝n_1z-n_2z (4)

n_1x和n_1z分別為某時(shí)刻T1基準(zhǔn)點(diǎn)n1的x、z坐標(biāo)值，n_2x和n_2z為C1基準(zhǔn)點(diǎn)n2的x、z坐標(biāo)值，U_x和U_z分別為x向和z向矢量，y(t)則為該時(shí)刻的頸部關(guān)節(jié)角。

通過(guò)LS-DYNA函數(shù)庫(kù)中的指令CX(節(jié)點(diǎn)ID)、CY(節(jié)點(diǎn)ID)、CZ(節(jié)點(diǎn)ID)獲取基準(zhǔn)點(diǎn)n1、n2的實(shí)時(shí)坐標(biāo)，并通過(guò)*DEFINE_CURVE_FUNCTION完成公式計(jì)算，實(shí)時(shí)頸部彎曲角的計(jì)算。

本方法中神經(jīng)延遲的模擬利用簡(jiǎn)單一階慣性環(huán)節(jié)的相位滯后特性來(lái)實(shí)現(xiàn)神經(jīng)延遲的模擬，在有限元環(huán)境中構(gòu)建一階慣性環(huán)節(jié)的思路如圖3所示，在有限元模型中定義兩個(gè)參考點(diǎn)(ni,nj)，用純粘性屬性的離散單元連接這兩個(gè)參考點(diǎn)，C為離散單元的粘性參數(shù)值，定義nj質(zhì)量為m，并使用關(guān)鍵字*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_NODE定義點(diǎn)ni的輸入利用關(guān)鍵字*HISTORY_NODE獲取nj的輸出則其傳遞函數(shù)為：

神經(jīng)延遲取決于刺激信號(hào)往返中樞神經(jīng)所需要的時(shí)間，本文采用Vlugt實(shí)驗(yàn)獲得的神經(jīng)延遲時(shí)間T_de，令一階慣性系統(tǒng)的群時(shí)延：

選定合適的m，C值，即可獲得需要的延遲時(shí)間T_de。

源代碼如下：

基于PID控制生成肌肉刺激信號(hào)的具體過(guò)程如下：

PID控制器對(duì)頸部實(shí)時(shí)彎曲角度與碰撞前的彎曲角度之間的誤差信號(hào)進(jìn)行比例、積分、微分運(yùn)算，得到姿勢(shì)保持所需的相應(yīng)肌肉刺激信號(hào)u(t)，計(jì)算過(guò)程如式7～8所示。LS-DYNA函數(shù)庫(kù)中沒(méi)有積分和微分函數(shù)，本發(fā)明通過(guò)物理建模的方法，利用LS-DYNA求解器實(shí)現(xiàn)積分和微分運(yùn)算，獲取誤差信號(hào)的積分和微分曲線(xiàn)。具體過(guò)程如下：通過(guò)*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_NODE定義某節(jié)點(diǎn)的速度曲線(xiàn)為偏差信號(hào)e(t)，并通過(guò)*DEFINE_CURVE_FUNCTION的指令dx(節(jié)點(diǎn)id)與accx(節(jié)點(diǎn)id)獲取該節(jié)點(diǎn)的位移和加速度曲線(xiàn)，即分別完成了積分和微分運(yùn)算ie(t)、de(t)，然后利用LS-DYNA關(guān)鍵字編寫(xiě)PID計(jì)算程序，完成PID控制模塊的建立。

e(t)＝r(t)-y_d(t) (7)

源代碼如下：

對(duì)激活等級(jí)整定模塊的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

采用兩個(gè)串聯(lián)的濾波器實(shí)現(xiàn)刺激信號(hào)的整定。PID控制模塊生成模擬肌肉用以維持姿勢(shì)所受的電位信號(hào)u(t)，但該信號(hào)不能直接作用于力學(xué)模型，肌肉激活等級(jí)的最大極限為70％，最小極限為0.5％，需采用激活等級(jí)整定模塊對(duì)刺激信號(hào)u(t)進(jìn)行規(guī)范將其限制在最大最小極限之間才能得到可用的激活等級(jí)A(t)。源代碼如下：

已有的肌肉主動(dòng)力建模通常通過(guò)預(yù)先設(shè)定固定的激活等級(jí)曲線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)這種方法建立的肌肉主動(dòng)力模型無(wú)法模擬肌肉的條件發(fā)射響應(yīng)，即不能產(chǎn)生與實(shí)際碰撞事故發(fā)生時(shí)的汽車(chē)加速度、安全帶預(yù)緊等因素相匹配的肌肉響應(yīng)。

本發(fā)明在Hill肌肉模型的基礎(chǔ)上加入PID反饋閉環(huán)控制技術(shù)，將控制技術(shù)與肌肉力學(xué)模型有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)肌肉主動(dòng)作用的模擬，并可通過(guò)PID參數(shù)的變化使肌肉模型具有隨研究對(duì)象的變化而調(diào)整的特性。

以上應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行闡述，只是為了幫助本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員很好的理解。在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作各種推演、變形和替換。這些變更和替換都將落在本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍內(nèi)。