二维路面不平度的时域模型及计算机仿真

提出了二维路面不平度的时域ＡＲ模型，并对所建立的模型进行了计算机数值仿真研究，研究了模拟精度及参数选取等问题。     

路面不平度传递函数法在汽车动态模拟中的应用

路面不平度是汽车行驶时最主要的激励，正确的模拟路面不平度是汽车进行计算机模拟的基础。但在通常情况下，路面不平度输入非常困难。本文针对大型有限元工程软件NASTRAN的使用，研究路面不平度传递函数法，通过路面不平度传递函数输入路面不平度激励，用于汽车的动态模拟。实例验证表明，此方法简单适用，结果准确。     

路面不平度传递函数法在汽车动态模拟中的应用

路面不平度是汽车行驶时最主要的激励，正确的模拟路面不平度是汽车进行计算机模拟的基础。但在通常情况下，路面不平度输入非常困难。本文针对大型有限元工程软件NAS-TRAN的使用，研究了路面不平度传递函数法，通过路面不平度传递函数输入路面不平度激励，用于汽车的动态模拟。实例验证表明，此方法简单适用，结果准确。     

由国际平整度指数模拟路面不平度方法研究

为了将实测得到的国际平整度指数IRI值引入到路面不平度模拟中,从而在车一路或车一桥相互作用的耦舍体系中更准确地模拟由路面不平度引起的车辆动荷栽,提出了一种通过实测IRI值得到该段路路面不平度的方法.由IRI的计算方法入手,通过建立1/4车模型来分析路面不平度的输入和车辆、地面的振动响应,并通过路面不平度标准差与IRI的关系等式作为中介,将IRI引入到路面不平度的模拟中,采用周期图表法,利用功率谱密度函数和傅立叶逆变换,进一步模拟出路面不平度.最后进行了实例模拟,通过程序分析,验证了该方法的有效性.     

基于幂函数的路面不平度白噪声激励模拟方法

对基于有理函数的路面不平度白噪声激励模拟方法进行了分析,指出了该方法存在的不足.提出了一种基于幂函数的路面不平度白噪声激励模拟方法,并对其两轮路面不平度输入的白噪声激励模拟方法进行了推导.通过对不同等级路面的仿真,验证了所提出方法的可行性.     

路面不平度的分形分级参数研究

根据路面不平度的现有分级标准,采用傅里叶逆变换的方法模拟8个等级路面不平度高程数据,计算路面不平度的分形参数,提出路面不平度的分形分级参数.计算分析结果表明,傅里叶逆变换方法模拟的各级路面分形维数均在1.60左右,差别很小,表现出明显的自相似性;路面不平度指数结合了路面不平度的传统的统计特征参数与分形维数,因而更适合路面不平度的分级;路面不平度指数随功率谱密度的增大而增大,且由高级到低级呈明显增大趋势,路面不平度等级越差,路面不平度指数越大.     

基于汽车车身垂直加速度的典型道路路面谱识别研究

以1/4汽车振动模型为研究对象,推导出以汽车车身垂直振动加速度作为输入信号、路面不平度作为输出信号的数学模型及其模拟图,并利用MATLAB/SIMULINK搭建系统模型求解路面不平度,对路面不平度进行谱估计完成路谱的识别。通过实际测试和数据处理分析,说明该方法理论依据正确可行,可以为虚拟样机仿真路面的生成提供数据支持。     

路面国际不平度指数的两种描述及其应用

为理解和应用路面国际不平度指数,研究了路面国际不平度指数的时间域和时间频率域描述。基于路面国际不平度指数的标准车辆模型,建立了路面国际不平度指数的时间域描述和车辆模型的运动微分方程。在空间频率域,建立了路面不平度功率谱密度表示;在时间频率域,建立了路面激励功率谱密度表示。通过路面国际不平度指数标准车辆模型推导出悬架动挠度速度的频率响应表示,建立了路面国际不平度指数的时间频率域表示,分析证明了路面国际不平度指数和路面激励功率密度等效。利用美国LTPP项目实测路面不平度数据,求取了路面国际不平度指数时间域和时间频率域的结果,通过两者对比说明了国际不平度指数时间频率域描述的正确性和有效性,对实测路面不平度数据引入中值滤波可更好确定时间频率域路面国际不平度指数。     

四轮车辆非平稳路面不平度时域模拟及小波分析

建立了非平稳的四轮相关滤波白噪声路面时域模型，并用计算机模拟得出四轮的路面不平度时间序列。理论验证的结果表明该模型与路面的实际情况非常接近，进而采用谱分析、小波分析等数据处理技术对路面信号的时频特征进行了深入的探讨，得出了一些有价值的结论。     

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。     

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.     

Analysis of wheel speed vibrations for road friction classification

ABSTRACT

With higher level of vehicle automation, it becomes increasingly important to know the maximum possible tyre forces during normal driving. An interesting method in this respect is estimating the tyre–road friction from the resonance peak in the wheel speed signal, excited by road roughness. A simulation environment using the MF-Swift tyre model is proposed, which gives insight in the correctness and functioning of this method. From implementing the estimation algorithm and considering the tyre torsional vibration system, it is concluded that frequencies and damping ratios can be estimated with reasonable accuracy and that the trends observed with changing road friction are consistent. Furthermore, the proposed simulation environment gives opportunity to investigate other issues like robustness of the estimation method to road roughness. Additionally, the tyre modelling aspect of the estimation method is analysed and improvements are proposed.     

三维路面模型的构建及其在Adams中的验证

根据多功能激光路面检测仪测得的路面信息,提出了利用Delaunay三角剖分与加权函数插值相结合生成三维路面模型的算法,在此算法的基础上根据Adams中的路面格式生成其相应的路面文件,可以直接被Adams调用。同时通过功率谱对比与Adams中仿真分析对生成的路面模型进行了验证。结果表明,此算法可以生成纹理更加清晰、精度较高的路面模型;不同车速下的仿真结果与实测路面结果有较好的一致性,误差相对较小。因此,生成的路面模型能够真实地反映实际路面不平度的特征。     

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。     

Road roughness estimation based on discrete Kalman filter with unknown input

ABSTRACT

The road roughness acts as a disturbance input to the vehicle dynamics, and causes undesirable vibrations associated with the ride and handing characteristics. Furthermore, the accurate measurement of road roughness plays a key role in better understanding a vehicle dynamic behaviour and active suspension control systems. However, the direct measurement by laser profilometer or other distance sensors are not trivial due to technical and economic issues. This study proposes a new road roughness estimation method by using the discrete Kalman filter with unknown input (DKF-UI). This algorithm is built on a quarter-car model and uses the measurements of the wheel stroke (suspension deflection), and the acceleration of the sprung mass and unsprung mass. The estimation results are compared to the measurements by laser profilometer in-vehicle test.     

路面不平度对低路堤动应力的影响研究

基于正弦函数变化的路面不平度和两自由度的四分之一车辆模型,推导出车辆随机动荷载计算公式,研究路面不平度对车辆荷载作用下低路堤动力响应的影响规律。建立车-路耦合三维动力有限元模型,计算分析6种工况下不同路面不平度时车辆随机动荷载作用下低路堤的动应力,得出低路堤动应力均随路面不平度值的增加而增大,且与车辆附加动荷载系数m近似为线性关系;提出不同路面不平度时车辆随机动荷载作用下低路堤动应力计算模型,并对比有限元模型得到的低路堤动应力与应力计算模型得到的低路堤动应力。     

多自由度双轴车辆模型在波形路面上的动力分析

为了分析车辆以不同速度和不同载质量行驶于不同波长、振幅和坡度的波形路面时,车辆对路面的动载荷作用,根据綦万高速公路路面平整度的实测结果,得到描述波形路面的参数即波长和振幅,编制路面文件,在ADAMS中模拟波形路面,并以现有某红岩重型卡车为研究对象,利用ADAMS多体动力学分析软件建模仿真,建立其车架、悬架和驾驶室等的多体动力学模型,对整车模型进行仿真计算,揭示了车辆动载与路面不平度之间的关系,提出了降低车轮动载荷的方法。     

路面随机激励下的汽车非线性悬架系统振动分析

基于滤波白噪声生成法模拟了路面不平度,建立了四分之一车辆悬架系统非线性模型,在此基础上利用统计线性化方法对汽车非线性随机振动时域响应进行了研究,并利用MATLAB／Simulink软件对悬架振动进行了数字仿真。计算结果表明,用统计线性化方法求解汽车悬架系统的非线性随机振动问题是可行而且可靠的,仿真输出量可作为评价汽车平顺性的依据。     

汽车仿真中三维路面模型生成系统开发

提出了根据多功能激光路面检测仪测得的路面信息,利用Delaunay三角剖分结合加权函数插值生成三维路面模型的算法,在此基础上开发了路面生成系统,该系统可以生成不同网格形式的路面模型及其相应的路面文件,可以直接被汽车仿真软件调用.通过功率谱对比与Adams仿真分析对生成的路面模型进行验证,结果表明生成的路面模型能够真实地反映实际路面不平度的特征.