專利名稱：基于跌落實(shí)驗(yàn)單自由度車輛模型的車輛參數(shù)識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車參數(shù)識(shí)別領(lǐng)域，特別是涉及一種基于跌落實(shí)驗(yàn)單自由度車輛模型的車輛參數(shù)識(shí)別方法。
背景技術(shù)：
車輛參數(shù)包括模態(tài)參數(shù)和物理參數(shù)。模態(tài)參數(shù)主要是指固有頻率，阻尼比，振型。物理參數(shù)有實(shí)際的物理意義，其中比較重要的幾個(gè)參數(shù)就是懸架的剛度、阻尼、簧上質(zhì)量、簧下質(zhì)量、側(cè)傾旋轉(zhuǎn)慣量、俯仰旋轉(zhuǎn)慣量、輪胎剛度及相關(guān)的幾何參數(shù)等參數(shù)。為什么要識(shí)別模態(tài)參數(shù)
三個(gè)模態(tài)參數(shù)都很重要，因?yàn)槟B(tài)參數(shù)是識(shí)別物理參數(shù)的基礎(chǔ)，除此之外，模態(tài)參數(shù)也可以直接用于評(píng)價(jià)汽車的乘坐舒適性等性能，如果其垂向固有頻率和人自身的固有頻率很接近，則會(huì)嚴(yán)重影響乘坐舒服性。為什么要識(shí)別物理參數(shù)
物理參數(shù)不僅是建立7自由度整車模型的基礎(chǔ)，而且對(duì)于評(píng)價(jià)汽車的平順性、操穩(wěn)性也十分重要，尤其是在抗側(cè)傾、抗俯仰方面十分重要，側(cè)傾剛度的大小直接決定著汽車抗側(cè)傾的能力。獲得模態(tài)參數(shù)的方法主要有兩種，
方法一進(jìn)行跌落實(shí)驗(yàn)，根據(jù)采集到的自由衰減圖像，認(rèn)為兩個(gè)峰值之間的時(shí)間即為周期，周期的倒數(shù)即為頻率；根據(jù)利用自由衰減信號(hào)，獲得對(duì)數(shù)衰減率，從而獲得阻尼比。這種方法是一種十分粗糙的方法，獲得的固有頻率及阻尼比偏差都很大，很難滿足實(shí)際的精度要求。方法二 利用四通道系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)汽車進(jìn)行激勵(lì)，根據(jù)激勵(lì)及獲得的信號(hào)，識(shí)別汽車的參數(shù)。這種方法的缺點(diǎn)就是四通道系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)價(jià)格十分昂貴，只有很少的大公司、研究院或?qū)W校有這種設(shè)備，并且單次實(shí)驗(yàn)花費(fèi)也十分昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種基于跌落實(shí)驗(yàn)單自由度車輛模型的車輛參數(shù)識(shí)別方法，能夠通過把汽車模型簡(jiǎn)化之后，利用跌落實(shí)驗(yàn)采集到的數(shù)據(jù)，利用狀態(tài)變量法進(jìn)行模態(tài)參數(shù)識(shí)別，實(shí)驗(yàn)可操作性強(qiáng)，單次實(shí)驗(yàn)費(fèi)用較低。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是提供一種基于跌落實(shí)驗(yàn)單自由度車輛模型的車輛參數(shù)識(shí)別方法，包括以下步驟
1)在車輛上設(shè)置至少6個(gè)測(cè)點(diǎn)；
2)通過多個(gè)跌落實(shí)驗(yàn)獲得各測(cè)點(diǎn)信號(hào)，通過基于狀態(tài)變量模態(tài)參數(shù)時(shí)域識(shí)別方法，識(shí)別出汽車空載的垂向固有頻率、俯仰固有頻率、側(cè)傾固有頻率以及各固有頻率分別對(duì)應(yīng)的阻尼比及振型；
3)分別在車身的質(zhì)心位置增加質(zhì)量、在車身的質(zhì)心前后對(duì)稱的位置增加相同的質(zhì)量，同時(shí)改變俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及在車身的質(zhì)心左右對(duì)稱的位置增加相同的質(zhì)量，同時(shí)改變側(cè)傾轉(zhuǎn)動(dòng)慣量后分別進(jìn)行跌落實(shí)驗(yàn)，通過狀態(tài)變量法，識(shí)別汽車加載的垂向固有頻率、俯仰固有頻率、側(cè)傾固有頻率以及各固有頻率對(duì)應(yīng)的阻尼比及振型；
4)利用步驟2)和步驟3)中獲得的各模態(tài)參數(shù)，以及公式
權(quán)利要求
1.一種基于跌落實(shí)驗(yàn)單自由度車輛模型的車輛參數(shù)識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)在車輛上設(shè)置至少6個(gè)測(cè)點(diǎn)； 2)通過多個(gè)跌落實(shí)驗(yàn)獲得各測(cè)點(diǎn)信號(hào)，通過基于狀態(tài)變量模態(tài)參數(shù)時(shí)域識(shí)別方法，識(shí)別出汽車空載的垂向固有頻率、俯仰固有頻率、側(cè)傾固有頻率以及各固有頻率分別對(duì)應(yīng)的阻尼比及振型； 3)分別在車身的質(zhì)心位置增加質(zhì)量、在車身的質(zhì)心前后對(duì)稱的位置增加相同的質(zhì)量，同時(shí)改變俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及在車身的質(zhì)心左右對(duì)稱的位置增加相同的質(zhì)量，同時(shí)改變側(cè)傾轉(zhuǎn)動(dòng)慣量后分別進(jìn)行跌落實(shí)驗(yàn)，通過基于狀態(tài)變量模態(tài)參數(shù)時(shí)域識(shí)別方法，識(shí)別汽車加載的垂向固有頻率、俯仰固有頻率、側(cè)傾固有頻率以及各固有頻率對(duì)應(yīng)的阻尼比及振型； 4)利用步驟2)和步驟3)中獲得的各模態(tài)參數(shù)，以及公式
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于跌落實(shí)驗(yàn)單自由度車輛模型的車輛參數(shù)識(shí)別方法，其特征在于，通過四輪跌落實(shí)驗(yàn)獲得信號(hào)，通過基于狀態(tài)變量模態(tài)參數(shù)時(shí)域識(shí)別方法，識(shí)別出車輛空載的垂向固有頻率，以及其對(duì)應(yīng)阻尼比和振型； 通過前輪胎或后輪胎跌落實(shí)驗(yàn)獲得信號(hào)，通過基于狀態(tài)變量模態(tài)參數(shù)時(shí)域識(shí)別方法，識(shí)別出車輛空載的俯仰固有頻率，以及其對(duì)應(yīng)的阻尼比和振型； 通過左側(cè)輪胎或右側(cè)輪胎跌落實(shí)驗(yàn)獲得信號(hào)，通過基于狀態(tài)變量模態(tài)參數(shù)時(shí)域識(shí)別法，識(shí)別出車輛空載的側(cè)傾固有頻率，以及其對(duì)應(yīng)的阻尼比和振型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于跌落實(shí)驗(yàn)單自由度車輛模型的車輛參數(shù)識(shí)別方法，其特征在于，在車身的質(zhì)心位置增加質(zhì)量，通過四輪跌落實(shí)驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)，用基于狀態(tài)變量模態(tài)參數(shù)時(shí)域識(shí)別方法，得到車輛加載的垂向固有頻率，以及其對(duì)應(yīng)的阻尼比和振型； 在車身的質(zhì)心前后對(duì)稱的位置增加相同的質(zhì)量，改變俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，通過前輪跌落實(shí)驗(yàn)或后輪跌落實(shí)驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)，用基于狀態(tài)變量模態(tài)參數(shù)時(shí)域識(shí)別方法，得到車輛加載的俯仰固有頻率，以及其對(duì)應(yīng)的阻尼比和振型； 在車身的質(zhì)心左右對(duì)稱的位置增加相同的質(zhì)量，改變側(cè)傾轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，通過左輪跌落實(shí)驗(yàn)或右輪跌落實(shí)驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)，用基于狀態(tài)變量模態(tài)參數(shù)時(shí)域識(shí)別方法，得到車輛加載的側(cè)傾固有頻率，以及其對(duì)應(yīng)的阻尼比和振型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于跌落實(shí)驗(yàn)單自由度車輛模型的車輛參數(shù)識(shí)別方法，其特征在于，所述基于狀態(tài)變量模態(tài)參數(shù)時(shí)域識(shí)別方法是利用信號(hào)通道從系統(tǒng)的采集自由衰減數(shù)據(jù)信號(hào)，并構(gòu)建整個(gè)系統(tǒng)的傳遞矩陣，通過對(duì)傳遞矩陣求解特征值，得到系統(tǒng)的固有頻率、振型和阻尼比。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于跌落實(shí)驗(yàn)單自由度車輛模型的車輛參數(shù)識(shí)別方法，其特征在于，步驟5)中，循環(huán)精度計(jì)算的方法為每取一個(gè)r得到一組剛度矩陣，利用模態(tài)理論計(jì)算確定無阻尼固有頻率芬，該固有頻率到與實(shí)際實(shí)驗(yàn)的得到的固有頻率的偏差，由公式
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于跌落實(shí)驗(yàn)單自由度車輛模型的車輛參數(shù)識(shí)別方法，其特征在于，步驟6)中利用偏差與要求的精度進(jìn)行比較和循環(huán)計(jì)算的方法為由模態(tài)理論分析可得，在已知質(zhì)量矩陣#和剛度矩陣#的情況下，得到固有頻率逐，把得到的固有頻率兩與通過 實(shí)驗(yàn)識(shí)別出的固有頻率按照公式進(jìn)行偏差判斷，其中為加權(quán)值，偏差
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于跌落實(shí)驗(yàn)單自由度車輛模型的車輛參數(shù)識(shí)別方法，其特征在于，步驟I)的各測(cè)點(diǎn)的布設(shè)方案為第一測(cè)點(diǎn)和第二測(cè)點(diǎn)分別設(shè)于距離車身質(zhì)心兩側(cè)最大距離處，第三測(cè)點(diǎn)設(shè)于車身的縱向中心線與車身的前軸的交點(diǎn)處，所述第四測(cè)點(diǎn)設(shè)于車身的縱向中心線的尾部，所述第五測(cè)點(diǎn)設(shè)于車身質(zhì)心處，第六測(cè)點(diǎn)設(shè)于車身上無任何測(cè)點(diǎn)的任一位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于跌落實(shí)驗(yàn)單自由度車輛模型的車輛參數(shù)識(shí)別方法，包括以下步驟在車輛上設(shè)置測(cè)點(diǎn)；通過多個(gè)跌落實(shí)驗(yàn)識(shí)別出車輛空載的固有頻率以及各固有頻率分別對(duì)應(yīng)的阻尼比及振型；分別在車身上增加質(zhì)量進(jìn)行跌落實(shí)驗(yàn)，識(shí)別車輛加載的固有頻率以及各固有頻率對(duì)應(yīng)的阻尼比及振型；計(jì)算出車身的垂向剛度、車身簧上質(zhì)量、俯仰剛度、俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、側(cè)傾剛度以及側(cè)傾轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；計(jì)算出前懸架剛度Ksf和后懸架剛度Ksr；計(jì)算出的輪胎剛度與實(shí)際剛度結(jié)果一致；進(jìn)行方法精確性驗(yàn)證。通過上述方式，本發(fā)明實(shí)驗(yàn)設(shè)備的要求比較低，實(shí)驗(yàn)可操作性強(qiáng)，單次實(shí)驗(yàn)費(fèi)用較低；精度高，計(jì)算物理參數(shù)的方法比較簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)G01M17/007GK103076188SQ20131000086
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者張農(nóng), 王立夫, 鄭敏毅 申請(qǐng)人:常州萬安汽車部件科技有限公司