双轮辙路面激励的时域AR和ARMA模型及计算机仿真

提出了双轮辙路面不平度激励的时域AR及ARMA模型，并对所建立的模型进行了计算机数值仿真研究。     

路面随机谱激励的数值计算方法及统计特征

对路面随机谱激励的3种白噪声输入及由其计算输出的2种数值方法进行了比照,分析了其统计特征.在正态分布、均匀分布和同余法产生的零均值白噪声的输入下,计算了基于标准路面等级输入的三角级数模型,以及基于实测数据的自回归模型的路面随机谱激励.结果表明:3种白噪声的输入在时域上的频次与其子区间的长度正相关,路面随机谱激励幅值的频次特征决定于其分布类型,且由此具备不同统计特征;均匀分布宜作为三角级数法的随机相位角输入;路面不平度系数的大小决定了幅值频次和路面功率谱密度的分布区间.     

基于谐波叠加法的路面不平度重构

对GB/T 7031-2005中提出的路面功率谱密度表达式及等分方法,应用谐波叠加法对路面不平度随机序列进行仿真,使用AR模型谱估计法验证仿真结果.结果表明通过谐波叠加法能很好地拟合路面不平度,且AR模型谱估计具有拟合结果平滑且精度高的特点.     

路面对汽车激励的时域模型建立及计算机仿真

应用已有害虫函数功率谱的数据确定了有理函数功率谱的参数，建立了一般路面及离散事地汽车单点及单轮辙激励的时域模型，并对该模型进行了仿真。     

汽车路面激励的时域建模与仿真

在考虑左右轮迹相干性的基础上,采用滤波白噪声法建立了四轮汽车的路面激励时域模型。在不同路面和汽车参数的工况下进行了仿真,生成了汽车路面激励时域信号。仿真结果表明,该方法建立的路面激励时域模型的功率谱密度和左右轮迹相干函数与参考模型基本一致。与其它方法相比,该模型可行有效、通用性好、易于计算。     

白噪声路面不平度时域模型的建立与仿真

为合理模拟路面时域模型,通过路面不平度空间功率谱密度分析路面频域模型,并由路面频域模型推导路面时域模型的滤波白噪声数值模拟方法。提出了采用滤波白噪声方法模拟路面时域模型时,改变仿真车速的同时调整不同的路面不平度系数,对30km/h、60km/h车速下B、C级路面的时域模型进行了仿真,仿真结果准确,可作为进一步的汽车动力学分析的路面输入,具有研究价值。     

路面不平度重构的AR模型阶数确定方法研究

为了进一步提高对虚拟路面的重构精度,根据路面不平度是实平稳随机过程这一特点,按给定的标准路面不平度功率谱密度建立其相应的时间序列模型—AR模型。以此对路面不平度进行重构并对重构结果作相应的谱分析。通过对重构不平度的功率谱密度与标准功率谱密度之间的相对误差控制来确定AR模型的最优阶数,即当相对误差在某一阶数下取得最小值时,则此阶数就为模型的最优阶数。利用该方法对标准路面进行重构,结果表明,重构的功率谱和不平度均方根值的拟合精度相对传统的阶数确定方法都有较大的提高,从而证明此阶数确定方法的可行性和优越性。     

考虑未知输入的主动悬架路面高程与等级识别研究

通过主动悬架的精确控制提高车辆乘坐舒适性与行驶安全性的基本前提是进行路面高程与等级识别。本文中设计了考虑未知输入的卡尔曼观测器,以获取路面高程信息;根据路面高程建立AR模型,得到路面功率谱密度,并求取兴趣频段内路面功率谱密度均方根值,实现了路面的等级分类。仿真分析了不同工况下路面高程估计方法和路面等级分类方法的准确性,并搭建了试验台架,验证了所提出路面高程估计方法和路面等级分类方法的有效性,为主动悬架的智能控制提供了必要条件。     

车辆非匀速行驶时路面随机输入的时频研究

首先应用协方差等效方法建立了单轮随机输入非平稳时域模型。根据时间-空间一、二阶微分关系,给出了前后轮变时差相关的问题,较好地解决了非平稳路面时域研究中的低速大幅值波动问题。并由各向同性假设直接得到了车辆左右轮的相关关系,因此适合各种车辆。分析表明Wigner—Ville谱很好地反映了频率特征和路面波形特征。     

汽车迟滞非线性动力系统仿真研究

通过轿车副车架橡胶支承的动态特性试验,实现了橡胶支承迟滞非线性特性的数学建模和参数识别。用动态子结构方法将整车模型划分为多个子结构,采用含连接子结构的自由界面模态综合法建立了整车非线性流固耦合模型。用MontoCarlo法模拟路面激励谱和发动机随机激励力谱,利用整车结构-声学耦合系统的运动微分方程,在时域内对路面激励和发动机激励产生的振动和车内噪声特性进行仿真模拟,并通过道路试验和台架试验对计算结果进行了验证。     

Simulation Analysis of Heavy-duty Vehicle Dynamic Load under Road Excitation in Time Domain and Spatial Domain

为研究时间和空间频率路面激励下重型车辆动载特性,将车辆的轮胎、钢板弹簧视为柔体,橡胶垫块、限位块简化为具有非线性刚度和阻尼特性的力元,采用多体动力学仿真软件SIMPACK建立刚柔耦合的车辆整车虚拟样机,并采用有理函数功率谱密度的谐波叠加法建立空间域和时域路面激励数学模型,创建一个时域和空间域路面激励下车辆行驶动力学模型,仿真计算了车辆各轴轮胎的法向作用力和车轮法向动栽系数.结果表明:不同车速下,时域和空间域路面激励下得到的轮胎法向作用力的变化规律和大小均不相同,而且轮胎法向作用力最大值出现的位置也不同;中、后轴车轮法向动栽系数变化规律基本相似,但前轴车轮法向动载系数变化规律不同.研究结果可为轮胎动载荷计算、验证、预测提供参考依据.     

基于变车速的非平稳路面动荷载

当车辆在均匀的路面上行驶时,车速的改变会引起路面的非平稳激励,由于车速的改变,适用于频域分析的方法已不再有效.现用状态空间模型来描述车辆在时域的动态特性.分别针对两种车辆悬架系统:四分之一车辆模型和二分之一车辆模型,采用数值计算来定量地分析加速和减速对路面动载的影响.改进的方法可用于研究路面结构的动态响应,对更好地进行路面结构设计和路面非破损检测与评价有很大的帮助.     

基于MATLAB的路面不平度数值模拟及验证

路面不平度是衡量路面质量的重要指标。文中使用MATLAB平台,建立了A,B,C级路面的路面不平度仿真模型,并采用滤波白噪声生成法模拟出A,B,C级路面的路面不平度功率谱。这种模拟仿真方法产生的路面不平度能够非常接近目标谱,很好地满足谱一致原则。     

轮胎位移包容性研究及有效路面谱计算方法

本文提出一种有效路形测量的新方法,研究轮胎的位移包容性。提出以轮胎包容参数为变量把真实路面功率谱变换为有效路面功率谱的新方法。该研究是道路激励模拟的基础研究。     

基于RBF神经网络识别路面谱的新方法

路面不平度是车辆行驶中振动的重要激励。为了识别路面不平度的功率谱密度函数(路面谱),提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络识别路面谱的新方法。该方法以7自由度汽车振动模型为基础,以MATLAB软件仿真得到的汽车车身质心垂直加速度谱为神经网络理想输入样本,以GB7031-86建议的路面谱为神经网络理想输出样本,应用RBF神经网络建立汽车车身质心垂直加速度谱和路面谱之间的非线性映射模型。另取一组仿真得到的车身质心垂直加速度谱代入已训练好的网络进行路面谱识别。结果表明:该方法具有较强的抗噪声能力和较理想的识别精度,识别的路面谱与拟合的路面谱吻合一致。     

基于ADAMS的随机路面不平度建模及参数选择

车辆的垂直运动和俯仰运动会影响乘客的舒适性和安全性,垂向振动的激励除了发动机的激励,还取决于路面轮廓的不平度.应用谐波叠加法对路面不平度的特征能较好的拟合,并对生成的路面与国际标准的分级路面进行对比,分析谐波的数目对路面不平度均方根值有很大影响,证明生成时域信号的功率谱密度与标准规定的路面等级一致,可以作为研究车辆垂向...     

汽车非线性悬架的混沌研究

采用基于实测数据建立的非线性悬架模型,分析了汽车悬架中的非线性弹簧力和阻尼力,对非线性悬架系统的混沌运动进行了研究.在单频正弦路面、拟周期路面以及随机路面激励情况下,仿真计算得到了系统的响应.分析各激励下系统的相轨迹、庞加莱(Poincaré)截面、时间历程曲线、功率谱图及李亚谱诺夫(Lyapunov)指数图,结果表明非线性悬架系统中存在混沌现象.     

基于六通道道路模拟机的重型汽车路面激励再现试验

利用INSTBON六通道道路模拟机对三轴式重型汽车进行了路面激励再现研究.介绍了路面激励再现的基本原理,分析了在道路信号采集与处理、试验系统频响特性识别、迭代运算及迭代质量评价等环节遇到的问题.以安徽定远汽车试验场的鱼鳞坑路面为例进行了模拟迭代试验,经过23次迭代后各测点的迭代误差均小于10%,即模拟响应与道路响应的功率谱密度基本吻合,实现了对实际路面激励的模拟.     

基于LQG控制的8-DOF车辆系统平顺性分析

文章利用计算机模拟路面激励,用滤波白噪声法建立了与实际路面统计规律相符的四轮时域随机激励模型,设计基于线性二次型高斯(LQG,LinearQuadraticGaussian)最优控制器的整车8-DOF人椅系统的控制器。通过Matlab仿真平台建立最优控制器的整车8-DOF人椅系统动力学模型,并进行仿真验证表明该最优控制器能够保证车辆的舒适度性能。     

车辆振动瞬态分析及动荷载

以装有平衡悬架和全悬浮驾驶室的三轴载重车为研究对象,建立受多点位移激励的多自由度车辆振动模型。采用数值模拟方法生成路面的随机激励时域函数,对车辆振动系统进行瞬态分析,求得车辆动荷载的最大瞬时值并与采用功率谱分析得到的结果进行比较。