车辆左右车轮路面不平度的时域再现研究

基于快速傅里叶逆变换(IFFT)原理对车辆左右车轮随机路面不平度时域激励模型的建立进行了理论分析和探讨. 结合实际车辆运行中左右车轮的相干性,给出了右车轮的数值拟合方法. 利用Matlab软件建立了左右车轮的路面不平度模型并进行了仿真验证. 仿真结果表明此模型可方便准确地对路面分级标准规定的路面进行仿真,所得到的左右车轮的相干性与推荐模型接近.      

白噪声路面不平度时域模型的建立与仿真

根据GB/T 7031—2005对不同路面不平度系数下随机路面高程均方根值的要求,确定了白噪声输入拟合表达式.对速度相关参数e进行重新计算,针对e值的波动拟合出速度增益函数并建立完善的路面不平度时域模型.利用Matlab/Simulink对所建模型进行仿真并与标准路面等级的谱密度曲线进行对比,验证其正确性.结果表明:e值大小与速度相关与路面不平度系数无显著关系,速度较低时,e值有轻微波动;速度较高时,e值趋近于0.218;模型完善后,仿真生成的路面随机高程均方根值与路面分级标准间的误差为0.157%~1.730%,此路面不平度时域模型与传统白噪声时域模型相比,具有更高的准确度.     

滤波白噪声路面时域模拟方法与悬架性能仿真

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需调整白噪声采样频率使之与车速相配.通过分析生成的路面时域模型的空间功率谱密度,验证了路面时域模型的准确性.比较只改变车速和所提出的改变车速并调整相应白噪声采样频率模拟的路面时域模型的高度历程、频谱和空间功率谱密度,得到了后者模拟方法更符合标准等级路面的结论.并通过仿真,分析比较了某1/4车辆悬架模型在不同方法生成的路面时域模型输入下的系统响应精确性,体现了所提方法的重要性.     

路面不平度随机激励时域模型的仿真比较与评价

为深入研究常用路面不平度随机模型的特性,基于Matlab仿真环境,对白噪声法、谐波叠加法、FFT法、AR/ARMA法4种模型在指定环境下的效率与结果进行了仿真分析和比较.在将4种模型拓展到多点时域模型后,对多点单轮辙模型的时延相关性、可用性和严密性以及多点双轮辙模型的轮辙相关性、合理性和波动性进行了仿真分析和比较.结合模型适用范围与扩展应用等方面的比较,给出了4种模型应用特性的综合评价结果.完善了多点时域模型的建模方法和体系,得到的评价结果,为车辆优化和设计、路面不平度和谱分析、道路数据库建立以及人车路大系统分析等方向的科研工作者选择模型提供了理论依据.     

二维路面不平度的时域模型及计算机仿真

提出了描述二维路面不平度的时域ＡＲ模型,并对该模型进行了计算机住址研究,较好地生成了符合ＩＳＯ方案道路谱统计特性的二维路面不平度。证明了该模型的可行性与实用性。     

基于傅里叶逆变换的三维随机路面建模与仿真

为了满足工程中虚拟实验的需求,研究了利用功率谱密度函数的三维随机路面不平度建模方法。利用国家标准中采用的幂函数道路谱拟合公式,推导出路面的二维功率谱解析表达式,避免了有理函数法的参数估计问题。建立了二维傅里叶逆变换法生成三维随机路面的流程;并以某汽车振动系统所关注性能需求,仿真了国标中的E级路面;分别采用周期图法和AR参数模型法估计了仿真路面的功率谱。结果表明,仿真生成的路面与标准路面谱是高度一致的,基于二维离散傅里叶逆变换的方法不仅准确而且快速,有较强的实用性。     

基于滤波白噪声的汽车平顺性时域建模和仿真*

为了进行汽车平顺性建模和仿真,给出了路面不平度频域模型的标准和改进两种形式。对应路面不平度频域模型改进形式,总结了基于滤波白噪声的路面不平度激励的时域模型。由前后轮路面不平度激励的相关性和一阶Pade算法,建立了前后轮路面不平度激励的时域模型。基于平面系统假设,建立了汽车平顺性四自由度平面系统模型。提出了基于滤波白噪声的汽车平顺性四自由度平面系统仿真算法。在B级路面和常用车速60 km/h下,对某轿车平顺性进行了时域仿真,获得了前轮和后轮路面不平度激励和振动响应量的时间历程。研究结果表明,基于滤波白噪声构造路面不平度激励和对汽车平顺性进行时域建模和仿真是可行和有效的。     

基于Simulink的路面不平度时域模型仿真研究．

时域路面不平度建模对轮椅振动分析具有重要意义。对GB／T7031-2005中提出的路面功率谱密度表达式及等分方法．应用线性滤波法与谐波叠加法分别重构路面不平度模型,使用周期图谱估计法验证仿真结果。结果表明线性滤波法与谐波叠加法均能在谱一致准则下生成不同路面与车速下的时域路面不平度,为人与轮椅系统分析研究提供了数据支持。     

用于车辆平顺性仿真的随机路面构造

总结了当前时域路面建模中所用的几种方法,根据积分白噪声方法提出构造任意指定路面不平度系数路面的方法,利用虚拟激励法进行了证明,并对其离散化处理过程进行了推导,同时进行了仿真与验证.结果表明,利用此方法构造路面,过程简单,所构造路面的功率谱密度与给定功率谱密度符合较好.     

路面时域模拟的谐波叠加组分中相位角的相干性研究

基于谐波叠加法所生成的路面不平度特性反演了左右轮路面的自功率谱密度和互功率谱密度函数,并根据左右轮的相干函数推导出了谐波叠加法中左右轮路面不平度特性中对应谐波叠加组分相位角的解析相干关系,由此获得了考虑轮轨相干关系的3维路面不平度仿真模型.基于Matlab的3维路面模拟结果表明,自功率谱密度几乎重合,左右轮的相干函数也吻合较好,这验证了所推导的谐波叠加组分相位角的相干关系在计算仿真中具有较高的可信度,也为3维路面模拟提供了更加可信的仿真模型.      

路面不平度的时频小波分析

本文在路面不平度数值模拟基础上利用离散二进小波变换对路面不平度进行了多层小波时域分析、统计分析和频域分析,得到了路面不平度较为深入的结果。本文为车辆动力响应分析、零部件疲劳试验及整车可靠性试验提供参考。     

用小波变换分析路面不平度及振动响应

运用小波变换方法，对车辆的振动响应与路面不平度的关系进行分析．根据路面样本值，运用ARMA模型建立路面不平度时间序列，建立1／2车辆平顺性模型．将路面不平度时间序列作为输入，分析汽车的振动响应．结果表明，将小波变换引入路面激励和汽车振动响应的分析中，可以清楚地了解信号的时频特性，识别车辆振动响应与路面不平度的关系，从而可以通过路面特性分析车辆平顺性能或由振动响应推断路面激励。     

谐波叠加路面输入模型的建立及数字模拟

路面输入模型在汽车平顺性和操纵稳定性分析研究中是很重要的,对谐波叠加模型的建立进行了理论分析和探讨;编制了运用该模型生成随机路面谱的软件,对国标GB7031-87中规定的各级路面不平度进行了数字模拟,结果表明,该模型能够描述复杂且不规则的路面形状,适应于任意形状的谱密度的平稳随机过程,具有较好的适应性.     

乘性噪声干扰下的GPS公路平整度测量

由于GPS信号传输信道上存在大量非线性且具有时变性的乘性噪声,对GPS信号造成干扰。传统的GPS信号消除乘性噪声的方法去噪效果无法达到要求,使得建立的坐标系精确度降低,降低了公路平整度的测量精度。为此,提出一种基于乘性噪声干扰下的GPS公路平整度的优化测量方法。将获得的GPS信号利用离散小波变换方法消除乘性噪声,得到准确数据。利用三维空间坐标系建立GPS公路平整度测量模型。实验表明该方法能够消除GPS信号中的乘性噪声干扰,并对公路平整度进行精确测量。     

路面不平度的分形特征

利用激光式不平度测试仪测定了混凝土路面、砖路面、土路面的不平度,采用均方根法计算了3种路面的分形维数,分别为1.845,1.689和1.561.结果表明:分形维数越大,则轮廓曲线越复杂,充满空间的能力也越强,细节越丰富;而分形维数越小,则细节越少.提出了路面不平度指数的概念,路面不平度指数具有描述路面不平度的唯一性,是路面分级的主要指标之一.3种路面的路面不平度指数相差很大,分别是:混凝土路面为1.237,砖路面为3.435,而土路面达14.610.     

四轮随机路面激励下的七自由度车辆响应特性

为了研究不同等级道路下车辆动态响应以及轮胎动载荷的变化情况,根据国家路面不平度分级标准,采用滤波白噪声法建立了随机路面时域模型并与标准路面的功率谱密度对比验证模型的准确性。通过四个车轮之间的传递函数建立了四轮随机路面时域激励模型;并以该模型作为不平路面激励,考虑悬架拉伸和压缩状态时的不同阻尼,建立七自由度整车行驶动力学模型。研究了车辆质心垂向加速度、俯仰角、侧倾角以及轮胎动载荷随路面等级的变化情况。结果表明:车辆和轮胎的动态响应随着路面不平度的增加而增加。可见,搭建的整车模型能够很好地反映不同路面下车辆的动态响应,为车路耦合的深入研究奠定基础。     

激光路面平整度检测系统

为提高路面平整度检测水平，提出了基于基准传递原理的路面平整度检测方法，给出了采用5个激光位移传感器检测路面纵断面相对标高的计算公式，在不同等级路面上与精密水准仪测量方法进行了对比试验。结果表明，依据基准传递原理的路面平整度激光检测系统不受检测速度限制，可给出被测道路的纵断面曲线和国际平整度指数（IRI）。