桥面不平度的简支梁桥车桥耦合振动分析

桥面不平度通常被认为是影响车桥系统耦合振动的主要因素之一。根据给定的桥面不平度功率谱密度变换得到桥面不平度是一个有效、快速的途径。分别采用三角级数法和Fourier逆变换法得到各级路面的不平度及其对应的功率谱密度函数。通过比较可知:Fourier逆变换法精度较目前被广泛应用的三角级数法高。推导了四自由度车辆和桥梁的振动平衡方程,并编制了车桥耦合振动分析程序,结合Fourier逆变换法得到的桥面不平度,分析了某简支梁在考虑桥面不平度下的动力响应。研究结果表明,桥面不平度对桥梁和车辆的动力响应影响很大,车速决定着车辆对桥梁作用力和车辆受到的桥梁对其反作用力的频率,从而影响到桥梁振动。     

分形模型在路面不平度再现中的应用

在分析路面不平度具有自相似性、标度不变性等分形特性的基础上提出利用理想分形曲线建立路面不平度的再现模型。利用功率谱法对实测路面不平度进行分形维数的计算。分析了理想分形曲线的平均功率谱性质,并建立其与路面不平度功率谱的关系。在此基础上提出用分形维数和路面不平度系数2个参数描述路面不平度统计特性的方法,并再现A、C等级标准路面和实测路面不平度。通过功率谱对比可知,根据本文方法建立的路面不平度分形模型精度较高。     

环胶州湾高速公路路面不平度的研究

路面不平度是车辆行驶时最主要的激励,获得准确的路面信息可为车辆动力响应分析及整车可靠性试验提供参考。应用路面功率谱技术对环胶州湾高速公路硬土路基和软土路基路面的不平度特性进行了测量和分析,得到了环胶州湾高速公路路面的不平度状况的加速度功率谱密度和位移功率谱密度曲线图。结果表明,硬土路基和软土路基路面的总体特征方差与拟和特征比较接近,各相关系数为0．94和0．96,说明路面位移的功率谱密度的拟和表达式是准确的。低频段谱密度值都较大,路面分布在B级到C级之间;而在高频段,谱密度值很小,路面分布在A级。     

车辆动载荷的频域模拟计算与分析

建立了简化的1／4车辆模型，并对车辆的动载荷特性进行分析；描述了反映路面不平度的波数功率谱密度[Sm（k)]与时间角频率谱密度[Su(ω）的关系，运用频域模拟分析方法计算了车辆动载荷的功率谱密度、均方根偏差与动载系数，并且分析了车速与路面不平度对车辆动载荷变化的影响．可为进一步的路面动力响应研究提供理论基础．     

基于周期图法的路面不平度随机过程数值分析

采用周期图法和时域内的采样原理,根据路面高程随机过程的相位分布,以频域路面功率谱密度为依据,对不同等级路面不平度的时域数据进行数值模拟.针对模拟方法的准确性问题,以仿真出的路面不平度时域和原始频域数据为输入得到车辆响应功率谱密度,比较二者的差异,验证了模拟方法的可靠性.通过对国际平整度指数与功率谱密度两个不平度指标进行比较,利用模拟得到的路面不平度时域数据,推导出二者的相关关系,以路面实测不平度高程数据为基础的检验结果表明,相关关系模型可靠.     

基于实测路面高程数据的路面不平度研究

为研究自铺设实验路面不平度等级,本文采用水准仪测量路面不同位置的高程数据进行路面不平度研究。经统计处理高程数据得到整个路面的三维高程曲面,并利用经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方法处理路面不平度趋势项,获取符合路面相对等级的路面不平度数据序列,重构路面不平度,建立自回归(auto regressive,AR)模型,求解实验路面功率谱密度并分析。分析结果表明,在低频段,实验道路位移功率谱密度值较大,在高频段,实验道路位移功率谱密度值较小,实验路面的特性参数与B级路面的数值相近,整个路面属B级路面。该研究为车辆的动态响应提供了较为准确的路面不平度信息,具有一定的实际应用价值。     

路面不平度信号在LabVIEW中的数值实现

研究了路面功率谱密度和路面不平度之间的关系.根据信号处理理论对数据进行截断采样、补充和变换等一系列处理后,获得了路面的不平度信息;充分利用LabVIEW软件的优势,得到了路面不平度的数值实现程序.该方法界面友好,使用方便.     

三维路面谱的仿真建模与验证

通过改进谐波叠加法原理,在现有二维路面谱的基础上,从空间路面频率谱出发,将之拓展到三维空间内的路面谱,给出模拟随机路面谱的方法.用Matlab软件建立符合道路功率谱的任意级路面模型,再现了实际路面激励输入的时程样本.研究了用谐波叠加法得到与给定谱特征相对应的模型的模拟原理及其数学方法,并从功率谱密度与相干性角度对仿真路面谱进行了分析研究,证明该三维路面模型能够较好的反映不同级别路面的垂向位移,并且考虑实际车辆运行中左右轮迹之间的相互影响,包含了车辆左右轮迹的自谱、互谱和相干谱的统计特性,能较好的模拟实际路面的不平度高程.     

车速和路面不平度特性对车路相互作用的影响

基于车路相互作用建立了简化的三自由度车辆模型,运用傅立叶叠加法计算了车辆动载荷的幅频特性与功率谱密度、加速度放大因子与加速度谱.利用所建模型研究了车速和路面不平度特性、车辆动载与乘客的舒适性的关系,为路面结构的动力响应分析提供了依据.     

小波分析在AR模型重构路面不平度中的应用

针对线性滤波器AR模型重构路面不平度时低频处误差较大的问题,提出利用小波分析的时频特性来调整重构的路面随机序列。首先根据等级路面的功率谱利用AR模型构造C级路面随机序列,然后利用小波分析的小波分解方法和小波包分解方法对路面随机序列进行分解,根据信号能量与信号振幅平方成正比原理,调整信号分解分量各频段的振幅后再进行信号重构,并在时域和频域上与原信号进行对比。仿真结果表明,小波分解方法和小波包分解方法都能提高重构路面功率谱与目标功率谱的拟合精度,且小波包分解方法在处理高频分解分量时更具优势。     

LX200摩托车道路模拟试验

介绍了道路模拟试验的步骤和远程参数控制(RPC)原理,结合美国MTS摩托车道路模拟试验机,对LX200摩托车进行了道路模拟试验.通过合理选取测点和布置传感器采集了不同路段的道路载荷谱;同时对道路载荷谱进行预处理、时域和频域分析,获得了理想的期望响应信号;对摩托车模拟迭代精度影响因素进行了详细分析,找出了模拟迭代的最佳方案,迭代了高精度的模拟响应信号.     

一种履带车辆试验路路面谱的测定方法

介绍了一种在履带式装甲车辆负重轮轴上安装传感器测量路面谱的简便方法和数据处理过程.通过分析说明该方法的理论依据正确可行;通过实际的测量和数据处理,并与以往测量结果对比,说明该方法可以为虚拟样机仿真路面的生成提供数据支持.     

SPWM逆变供电下感应电机电压谐波分析及仿真

针对SPWM逆变供电下感应电机电压谐波，利用傅立叶级数和电力系统仿真，得出了输出电压的频谱分布．为交流电机变频调速系统设计提供了理论依据。     

基于傅立叶分析的非均匀采样信号内插重构方法

针对实际采样过程中出现的采样非均匀性,从随机过程的角度研究非均匀采样信号的谱特性,提出频域均匀抽样傅立叶逆变换的非均匀时域采样信号重构方法。将非均匀采样信号描述为不均匀采样时刻冲激函数代数和的形式,利用傅立叶变换得到非均匀采样信号的频谱曲线,由采样时刻随机均匀分布的特点,得到反应原信号频谱特性的非均匀采样信号频谱数学期望,再由频域抽样理论重构原信号。MATLAB仿真实验验证了这种非均匀采样信号分析与重构方法的正确性,将这一研究成果应用到机械抖动激光陀螺输出信号处理中,得到了可靠的符合实际的机械正弦抖动幅频曲线并重构出激光陀螺正弦抖动机构的输出信号。     

雷暴风三维脉动风速场数值模拟

基于壁面射流模型,将雷诺应力模型（RSM）计算得出的Reynolds应力张量引入Letchford谱和Panofsky谱,利用大涡模拟（LES）计算得出的脉动风速结果对其进行验算.对偏差较大的风谱函数进行进一步修正,得到与LES计算结果较吻合的自功率谱函数.结合随机流场生成技术和快速傅里叶变换技术,提出满足不可压缩条件和点相干函数的适用于雷暴风三维脉动风速场的高效的数值模拟方法.为了验证该方法的合理性,选取流场中水平径向风速较大处在高度方向上逐点生成三维脉动风速,对每个点的模拟结果从自功率谱函数和时间相关函数两方面进行验证.模拟值与目标值的吻合效果良好,说明采用提出的方法可以高效、准确地模拟出雷暴风的三维脉动风场.     

考虑路面不平的牵引力控制系统

分析了路面不平对牵引力控制系统的影响,提出了基于车轮加速度的路面识别方法,在此基础上提出了考虑路面不平度的牵引力控制算法。应用MATLAB建立了仿真模型,通过对不平路面的牵引力控制算法进行的仿真结果表明,考虑路面不平的牵引力控制系统能够识别路面不平,并能有效控制驱动轮的过度滑转。     

带通信号非均匀采样理论的研究

为拓宽带通信号非均匀采样的采样频率范围,提出了一种周期性非均匀带通采样方法,该非均匀采样的平均采样频率在数值上等于带通信号无失真均匀采样的采样频率. 分析了采样后信号频谱的混叠问题,在此基础上,给出了无失真重建时内插函数的傅里叶像函数应该满足的条件. 计算机仿真实例验证了非均匀采样时内插函数的计算和带通信号的重建过程.     

基于定点DSP的高性能FFT谱估计

在借鉴现有的快速傅里叶变换频谱校正算法的基础上,提出了改进的双窗法,并根据应用系统的特点,给出了改进的定点数字信号处理扩展精度快速傅里叶变换算法。从理论上分析了改良算法的可行性,通过仿真验证了改良算法的有效性。     

笼型异步电动机转子断条在线检测新方法

转子断条是笼型异步电动机常见的一种故障,采用快速傅立叶变换对定子电流进行频谱分析是目前应用最广泛的转子断条在线检测方法,但是存在灵敏度低的缺点。本文采用连续细化分析的傅立叶变换方法,借助异步电动机定子电压过零时刻提取电路,提出了一种新的转子断条在线检测方法。该方法可以提高检测转子断条故障的灵敏度。数字仿真及实验结果均证明了该方法的准确性和实用性。应用该方法已经研制成功了笼型异步电动机转子断条在线检测装置。