道路模拟试验系统的关键技术--远程参数控制技术

本文回顾了车辆道路模拟试验系统的发展历程,对车辆道路模拟试验系统的关键技术-远程参数控制技术进行了剖析.     

汽车怠速停止启动测控系统

由于城市交通拥挤,城市车辆常处于怠速工况导致燃油消耗增加,车辆燃油经济性差。为了提高车辆燃油经济性,通过分析汽车怠速停止启动系统工作原理,对系统测控方案进行设计。采用驱动电机模拟发动机工况,利用电磁制动器控制电流实现制动力矩的控制来模拟道路阻力。建立了怠速停止启动系统驱动电机、制动能量回收、制动踏板以及道路阻力模拟的分析模型和测控试验系统模型。利用硬件在环仿真试验系统对所设计的测控系统进行验证,试验结果表明所建立的分析模型及测控方案合理有效,为研究汽车怠速停止启动系统的节能机理及控制策略提供了很好的系统测试平台。     

整车载荷相关性分析方法与道路模拟试验优化应用

整车多通道道路模拟试验是快速验证服役条件下车辆结构强度的重要试验方法,如何准确、高效地模拟车辆复杂结构多通道随机载荷谱是试验的关键难题.提出了基于载荷相关性分析的整车多通道载荷谱模拟的通道优选与调控方法.以试验车辆试验场实测载荷谱数据为基础,基于载荷谱频域相干系数分析方法,研究了在试验场特定道路工况条件下轮心六分力载荷谱与整车结构关键部位应变谱的相关性,总结了试验场特征道路工况下的轮心六分力损伤主导载荷谱,确定了迭代试验中多通道载荷模拟的优先级,实现了载荷模拟工作的降维.最后依据以上方法建立了整车多通道道路模拟试验,达到了较好的载荷模拟效果.论文研究成果可为整车及关键零部件多通道道路模拟试验的高效执行提供一定的借鉴.     

整车载荷相关性分析方法与道路模拟试验优化应用

整车多通道道路模拟试验是快速验证服役条件下车辆结构强度的重要试验方法,如何准确、高效地模拟车辆复杂结构多通道随机载荷谱是试验的关键难题.提出了基于载荷相关性分析的整车多通道载荷谱模拟的通道优选与调控方法.以试验车辆试验场实测载荷谱数据为基础,基于载荷谱频域相干系数分析方法,研究了在试验场特定道路工况条件下轮心六分力载荷谱与整车结构关键部位应变谱的相关性,总结了试验场特征道路工况下的轮心六分力损伤主导载荷谱,确定了迭代试验中多通道载荷模拟的优先级,实现了载荷模拟工作的降维.最后依据以上方法建立了整车多通道道路模拟试验,达到了较好的载荷模拟效果.论文研究成果可为整车及关键零部件多通道道路模拟试验的高效执行提供一定的借鉴.     

基于硬件在环仿真技术的无级变速器试验系统研究

为合理评价CVT车辆的燃油经济性,结合了路面试验数据与软件仿真,建立基于硬件在环仿真技术的无级变速器(CVT)试验系统.CVT硬件在环仿真试验系统包括负载模拟,驾驶员模拟和油耗测量.负载模拟首先利用车辆路面试验数据,建立道路负载模型, 再通过复合控制的方法,抑制多余力矩的产生,合理控制负载电机输出扭矩,模拟汽车行驶时的道路负载.驾驶员模型是将循环工况的目标车速和实际的车速作为模型的输入,目标节气门开度作为模型的输出,再通过电子控制器控制节气门开度模拟驾驶员动作.最后通过完成标准循环工况下的油耗测试和评价,验证系统的合理性.     

基于随机变幅动载的驱动桥道路模拟试验研究

开发了转鼓凸块式驱动桥室内道路模拟试验系统，在直径达4m的转鼓表面安装了一定数量的高程凸块，运行时能模拟车辆行驶时来自不平路面的冲击和振动，并形成作用于车桥的随机变幅动载。介绍了试验系统的总体结构，分析了系统道路模拟的工作特性，阐述了试验原理和随机变幅动载荷的形成机理，给出了两组不同车速下试验时实测的变幅动载的时间历程曲线。通过对载荷曲线和试验结果的分析，证明了该试验方法是可行的。     

履带车辆主动悬挂多点布置优化

为实现履带车辆主动悬挂减振性能和能耗达到综合最优,基于正交试验方法开展履带车辆主动悬挂多点布置优化设计。首先,建立了履带车辆悬挂系统动力学模型,并通过道路模拟试验验证了该模型的合理性;其次,开展了履带车辆悬挂系统正交试验,分析了4种典型路面下各子悬挂对悬挂系统减振性能影响的敏感性;最后,设计了主动悬挂作动器的6个布置方案,通过建立基于线性二次最优（linear quadratic regulator,简称LQR）控制的履带车辆主动悬挂动力学模型,分析了典型路面下各布置方案对悬挂系统减振性能的影响规律及能耗变化规律。结果表明,通过对履带车辆主动悬挂作动器的布置优化,可以实现悬挂减振性能和能耗之间的平衡。     

多自由度人体—车辆—道路系统的建模与模拟

基于分析力学基本原理并结合人体、车辆和路面的实际状况,从动力学普遍方程推导了人体—车辆—道路系统的12自由度的振动力学模型。通过软件模拟,自动地生成有关非线性微分方程表达式,从而避免了复杂的手工推导;并通过数值分析,模拟了该系统对不同振动类型的响应,研究了人体和车辆的振动特征。所得结果对评价人体在振动车辆中的舒适性以及进一步深入研究该系统的振动, 改善道路和汽车的振动特性有一定的指导意义。     

视觉导航智能车辆横向运动的自适应预瞄控制

车道保持系统中车辆横向运动控制应模拟驾驶员的横向操纵行为,驾驶员根据前方道路曲率及车辆速度适时调节预瞄距离,以获得理想的路径跟踪性能。首先,以车辆二自由度动力学模型及车辆道路几何位置关系为基础,建立车-路横向动力学模型。其次,基于单点预瞄最优曲率模型设计侧向加速度PD跟踪控制器,联立车-路横向动力学模型构建横向控制闭环系统,分析预瞄距离、车速、道路曲率的变化对系统响应的影响。最后,设计模糊控制器对预瞄距离进行模糊选择以提高车辆横向控制精度和减小侧向加速度,采用遗传算法对模糊规则进行优化以使横向控制系统性能达到最优。试验表明,相对固定预瞄控制方法,自适应预瞄减小了车辆侧向加速度,且道路跟踪的方向偏差和距离偏差均得到减小。     

四立柱振动台架在车辆疲劳试验中的应用

介绍了四立柱振动台架在车辆疲劳试验中的应用,并对其工作流程中的关键技术——目标模拟迭代进行了简要介绍。采用室内台架试验的方式,在四立柱振动台架上进行福建奔驰整车疲劳及可靠性试验研究。以特定耐久试验路面载荷作为输入信号,有效地模拟道路耐久试验,在短时间内分析车辆及部件的疲劳及可靠性。     

道路模拟振动台的控制策略及关键技术

道路模拟振动台是进行汽车及其零部件室内道路模拟试验的关键基础设备之一。本文介绍了道路模拟振动台的基本组成,探讨了道路模拟试验的控制策略。在现代控制理论以及统计原理的基础上,详细介绍了可进行有效道路模拟试验的伺服激振系统的控制方法以及响应谱的复现方法,为道路模拟振动台的自行研制奠定了基础。     

不同道路积沙程度下车辆制动距离研究

国家公路里程逐年增加,沙区道路里程同时增加,为研究道路积沙条件下车辆行驶状况,文章通过对道路路面进行铺沙来模拟道路积沙情况,并在铺沙路段进行实车制动试验。研究发现薄沙情况下车辆制动距离较无沙情况下增加98%～148%;中沙情况较下车辆制动距离较无沙情况下增加83%～111%;厚沙情况下车辆制动距离较无沙情况增加33%～48%。发现薄沙情况下路面的抗滑性能降低,制动距离显著增加。同时进行Carsim仿真模拟对比试验,对比发现实车制动试验与仿真试验结果误差较小。试验对比发现积沙情况下制动距离都较无沙情况有所增加,建议驾驶员遇积沙情况增加跟车距离,适当减缓车速,保证有充足的时间与距离进行紧急反映。     

基于模糊聚类算法的道路模拟试验控制方法研究

道路模拟试验技术的关键在于目标信号的复现精度及稳定性。目前国内外各种道路模拟试验技术只有一定的适用范围,存在局限性,针对此,提出一种基于模糊聚类算法的道路模拟试验控制方法,运用该方法可实现道路模拟试验系统的自适应控制。该算法简便、精度高,可以使系统趋于全局稳定。对提出的算法进行了理论推导,并用试验证明了这种方法的正确性和实用性。     

基于VC＆ADO的汽车底盘测功机行驶阻力模拟系统的研究

以测功机台架测试系统为研究对象,构架了人机共栖的实时模拟测控系统.通过对汽车道路行驶阻力的分析,建立了模拟测功机行驶阻力的模型,借助VC++面向对象的可视化编程技术及ADO数据库访问技术,完成了基于上位机开发的测功机阻力模拟测控系统VR1.0.通过调用上位机阻力计算模型实时控制测功机转鼓转矩的加载,实现了车辆道路行驶阻力的模拟,误差分析结果表明,该系统具有较高的模拟精度.     

基于滑动分块Bootstrap方法的非结构道路谱α-稳定分布参数区间估计与重构

采用对称α-稳定分布模型来描述非结构路面谱的非高斯幅值分布特性.针对实际路谱采集作业中路段长度有限、道路自身特性多样等因素对重构路谱准确性的不利影响,使用空间滑动Bootstrap重抽样,得到采集谱稳定分布参数的估计区间,进而基于稳定分布序列生成理论并考虑道路模拟试验的实际限制,使用有幅值截断的稳定分布序列,重构出具有随机稳定分布特征且适用于台架试验的非结构道路重构谱.通过对某工程车的试验场道路重构的实际应用,验证了所提出的非结构道路谱参数区间估计以及路谱重构方法的有效性和实用性.为开展车辆的非结构道路模拟试验乃至车辆的虚拟行驶疲劳试验提供了一种道路谱时域重构的可靠方法.     

履带车辆加速试验组合道路优化研究

提出一种基于虚拟道路试验技术进行加速试验道路优化组合计算方法。以某型履带车辆为研究对象,通过对履带车辆在虚拟道路上行驶时的虚拟测试,获得履带车辆在使用道路任务剖面内和加速试验道路上的载荷谱,并利用线性规划理论对加速试验道路进行优化组合计算,确定组合道路相对于车辆使用道路的加速系数。结果表明,该组合道路能较准确地等效履带车辆的使用道路,并且能够加速试验过程,可以为履带车辆道路加速试验方案的制定提供一定的参考。     

MTS道路模拟试验系统的应用

MTS道路模拟试验系统,系长汽所引进的多激励系统的模拟设备,共有二套,即六通道、轮胎连接、垂直道路模拟设备一套与十通道、轴连接、三轴向道路模拟设备一套。作者通过一年多的实践与应用,提出了模拟试验中有关技术问题,供大家讨论,希望能促进多激励系统的模拟试验技术如模拟条件与准则,模拟试验精度估计等的开展和共同提高。限于篇幅本刊仅选用应用部份。MTS模拟设备原理部份从略。     

道路模拟试验载荷谱的采集、处理与应用

对实测的某型越野车辆在试验场采集的载荷谱,应用随机振动和谱分析理论等进行了剔除异常点、消除趋势项、平稳性检验、样本选择和低通滤波等处理,然后基于雨流统计对载荷谱进行了压缩,对压缩后的雨流均幅值矩阵进行了强化外推和基于目标关联模型的比例叠加,最后对叠加后的雨流均幅值矩阵进行了时域重构,得到了用于试验室的道路模拟试验目标载荷谱,为进行试验室车辆道路模拟试验奠定了技术基础.     

重型商用车燃料消耗量试验程序

介绍了重型商用车燃料消耗量试验程序。试验分3个步骤：首先进行道路滑行试验,获取阻力系数;其次进行车辆底盘测功机试验,测量油耗;最后为对比验证模拟计算法,需对试验车型或部分试验车型进行发动机试验以获取模型计算用参数信息。     

CVT传动系虚拟试验系统研究

CVT传动系虚拟试验系统利用整车道路滑行试验和发动机台架试验的数据,分别建立了道路负载模型和发动机模型。根据负载模型和发动机模型,通过控制变频交流电机,动态模拟道路负载和发动机工作。对装备CVT和NJ376发动机的某国产轿车进行了模拟试验,结果证明CVT虚拟试验系统为CVT开发提供了有效的试验平台。