[发明专利]基于单振动台悬架测试获取整车振动性能的模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车控制领域，尤其涉及一种基于单振动台悬架测试获取整车振动性能的模拟方法。

背景技术

汽车振动性能一直依赖于整车实地测试，虽然数据准确可靠，但是也带来成本费用、场地人员等付出，可作为新型汽车定型后的测试调整环节采用。为研究方便，许多科研与技术人员在汽车设计时采用四分之一悬架、半车悬架或整车悬架进行测试或模拟，但由于底盘动力学非线性的复杂影响，采用各自悬架系统的实验或仿真结果不能相互量化验证。在当前汽车振动控制技术高速发展的今天，采用新型作动器或控制策略可以在四分之一悬架模型基础上搭建单自由度或二自由度悬架系统并借助在低频振动台上进行测试而获得其效果，但是其结果只能定性而不能定量地说明整车效果，因此在彻底研究清楚汽车底盘振动力学基础上得到整车与四分之一车辆悬架间的耦合定量关系，才能在单个振动台搭建的单自由度或二自由度悬架系统测试结果基础上推导得到整车定量效应，这样的实验加仿真模拟系统将大大加快汽车振动性能设计与测试过程，推动汽车测控技术的发展。

中国发明专利：汽车分层建模振动控制方法(专利号：ZL2009101108493)，实现了对四轮汽车每个轮系(1#轮系、2#轮系、3#轮系和4#轮系)进行并行振动控制，其核心在于理清了整车悬架簧载质量与四个四分之一悬架簧载质量在垂向与侧向间的耦合定量关系，如此可将整车悬架从垂向和侧向视为四个四分之一悬架系统的组合。根据该专利思想，可以在其基础上发展一种整车振动性能评估方法，即由特定搭建的四分之一悬架系统测试数据经合成后得到整车悬架质心处垂向、侧向、俯仰角、侧倾角、横摆角的振动特性。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足之处，提供了基于单振动台悬架测试获取整车振动性能的模拟方法，得到整车悬架质心处垂向、侧向、俯仰角、侧倾角、横摆角的振动特性。

本发明解决技术问题所采用的方案是：一种基于单振动台悬架测试获取整车振动性能的模拟方法，包括以下步骤：

步骤S0：获得目标车型的悬架基本参数；

步骤S1:根据整车前轮轴、后轮轴、右轮侧、左轮侧与悬架质心的距离l_f、l_r、l₁和l₂，得到四个四分之一悬架的簧载质量：

其中m_c1、m_c2、m_c3、m_c4为四个四分之一悬架的簧载质量，m_c为整车的簧载质量；

步骤S2：输入每个四分之一悬架轮底路面激励与簧载质量振动加速度，并且分别将每个四分之一悬架系统在低频振动台上进行测试；

步骤S3：通过将四个四分之一悬架轮底路面激励合成得到整车悬架质心处五种振动加速度的预估值；

步骤S4：根据步骤S3中的整车悬架质心处五种振动加速度的预估值，得到整车悬架簧载质量四个轮系正上方处的加速度预估值；

步骤S5：根据整车与四个四分之一悬架的耦合定量关系，获取解耦后的各个四分之一悬架簧载质量加速度预估值；

步骤S6：将各个四分之一悬架簧载质量实测值与预估值进行比较，获得最接近实测值的四个四分之一簧载质量的预估值，得到整车簧载质量的振动值。

进一步的，在步骤S2中，轮底路面激励包括路面垂直激励z_ej和路面侧向激励y_ej，z_ej和y_ej表示四个四分之一悬架路面垂直激励和路面侧向激励；簧载质量振动加速度包括簧载质量垂向振动加速度和侧向振动加速度其中j＝1,2,3,4。

进一步的，在步骤S3中，通过四个四分之一悬架的路面垂直激励和路面侧向激励计算得到整车悬架簧载质量五种振动加速度预估值，其中五种振动加速度预估值分别为垂向振动加速度预估值侧向振动加速度预估值俯仰角振动加速度预估值侧倾角振动加速度预估值横摆角振动加速度预估值具体计算如下：

其中，σ_i(i＝1,2,3,4,5)为加权系数，取值范围为[0,1]，t_s为采样间隔时间。

进一步的，在步骤S4中，整车悬架簧载质量四个轮系正上方处的加速度预估值包括垂向与侧向振动加速度预估值z_cj和y_cj，具体计算如下：