[发明专利]一种应用于虚拟样机系统的三维路面生成方法

摘要

本发明公开了一种应用于虚拟样机系统的三维路面生成方法，第一步、基于单点FFT(快速傅氏变换)路面不平度随机激励时域模型，建立FFT法的三维随机路面高程模型；第二步、在MATLAB软件中编写FFT三维路面模型的通用程序，并根据需要选择特定等级的路面进行路面不平度的仿真，继而得到三维路面的坐标数据；第三步、建立适用于常用多体动力学软件的通用性路面文件：建立生成三维路面文件的通用模型，包括节点的生成和单元生成算法，并以此为据，将第二步得到的三维路面坐标数据编制成为虚拟样机仿真软件可以识别的路面文件；第四步、虚拟样机建模仿真。三维FFT模型计算速度更快，更适合多维复杂系统、实时系统等研究的要求。

主权项

1、一种应用于虚拟样机系统的三维路面生成方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：第一步、基于单点FFT路面不平度随机激励时域模型，建立FFT法的三维随机路面高程模型；1)对路面进行离散化处理，并基于FFT方法建立单点路面的高程模型：其中，n-离散采样点序号；q(n)-第n个采样点时刻对应的路面高程；Nr-总采样点数；Sqq-双边功率谱；f-频率；Δf-采样频率；φn-属于[0，2π]间的随机数；2)建立FFT法的三维高程模型：设时间采样间隔为Δt，则q(n)为n×Δt时刻的路面高程，设行驶速度恒定为u，则n×(u×Δt)＝n×Δx＝x，Nr×(u×Δt)＝Nr×Δx＝X，其中，x-道路采样点距采样原点的长度；X-道路纵向总长度；将式(1)中e的指数分子分母同乘u×Δt，可得下式：设路面任一点坐标为(x，y)，则三维空间中路面的不平度为：其中，x-纵向坐标；y-横向坐标，φ(x，y)-路面上任意点(x，y)处，属于[0，2π]间的随机数；第二步、在MATLAB软件中编写FFT三维路面模型的通用程序，并根据需要选择特定等级的路面进行路面不平度的仿真，继而得到三维路面的坐标数据；第三步、建立适用于常用多体动力学软件的通用性路面文件：建立生成三维路面文件的通用模型，包括节点的生成和单元生成算法，并以此为据，将第二步得到的三维路面坐标数据编制成为虚拟样机仿真软件可以识别的路面文件；