基于伪白噪声的路面不平度模拟及其车辆平顺性
基于路面激励噪声的车身NVH性能优化
基于路面激励噪声的车身NVH性能优化
相象文;张国宁
【期刊名称】《山东交通学院学报》
【年(卷),期】2022(30)3
【摘要】为解决某轿车样车在粗糙沥青路面激励作用下车内出现噪声的问题,分析路面激励的传递路径,采用计算机辅助工程(computer aided engineering,CAE)软件对整车模型进行有限元仿真,分析引起车内噪声的主要结构板件。
通过在后备箱置物板上加装加强板、敷设阻尼材料的方法优化车身结构,进行CAE测试与实车试验。
结果表明:后备箱置物板加装加强板和敷设阻尼材料能明显降低由路面激励引起的车内低频噪声和高频噪声,可以实现车身振动、噪声和声振粗糙度(noise,vibration,harshness,NVH)性能优化。
【总页数】6页(P14-19)
【作者】相象文;张国宁
【作者单位】安徽交通职业技术学院;浙江吉利汽车研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U463.82
【相关文献】
1.基于模态分析的某客车车身NVH性能优化
2.基于动态响应分析的汽车车身NVH性能优化控制
3.随机路面激励下整车 NVH 有限元分析
4.基于辐射噪声响度的柴油机NVH性能优化
5.随机路面激励下汽车减振器的NVH特性研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
用于车辆平顺性仿真的随机路面构造
现形式 ， 其原理如下 。
１ 模型构 造的理论基础
１ １ 路 面不平 度 的功 率谱 密度 ．
率谱 。但当需要考虑悬架 系统 中弹簧 、 减振器 以及 橡胶衬套等元件的非线性特性 ， 或设计悬架零部件 的疲劳寿命实验 以及需要导 出主动悬架 的控制
规律 时 ， 域 模 型 不 再 适 用 ， 要 构 建 路 面 的 时 域 频 就 １年 １ ２月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖ０ ＿ ｌ Ｎｏ ３ ＤＣ ．２ １ ｌ１ ．５ Ｃ ０ ｌ
１７ — １１ （０ １ ３ —７ ６ ０ ６ １ ８ ５ ２ １ ） ５８ ９ —４
Ｓ ｉｎ ｅ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｇｎ ｅ ｉ ｇ ｃｅ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ
文献标志码
Ａ
在车辆动力学仿真过程 中， 需要根据仿 真要求
设 定不 同的路 面 。 目前 ， 国都 积 累 了不少 路 面 不 各
用路 面 不平 度 与 车 速 确 定 白 噪声 的 功 率 谱 密 度 函 数 然后 积分 的方 法 构 造路 面 ， 推 导 了其 离散 化 实 并
平度的测量统计资料， 说明“ 杂乱无章” 的路面起伏
议路 面 功率 谱 密度 Ｇ （ ） 。 ｎ 用式 （ ） 为拟 合 表 １作
达式 。
／ 一 、 一
法 等。而基 于 Ａ Ｒ方法 以及 Ａ Ｍ Ｒ Ａ方法 需
要先 由功 率谱 密度 求解 相 关 函数 ， 后求 解 Ｙ ｌ 然 ｕｅ—
Ｇ（） Ｇ（ ｌｂ ＝ ｝ ） Ｉ
当把 路 面的不 平 度作 为 车 辆 的振 动 输 入 时 ， 主 要采 用 路 面 功 率 谱 密 度 表 达 形 式 【 。这 反 映 在 ２ ］ １８ 年 国 际 标 准 化 组 织 在 文 件 ＩＯ Ｔ １８ ９４ Ｓ ／ Ｃ ０／ Ｓ２ ６ Ｃ Ｎ ７中提 出 的“ 路面不 平 度表 示 方法 草 案 ” 国 和 内由长春 汽车 研 究 所起 草 制 定 的 Ｇ ０ １ 车 辆 振 Ｂ７３ 《
白噪声路面不平度时域模型的建立与仿真
10.16638/ki.1671-7988.2019.03.026白噪声路面不平度时域模型的建立与仿真赵斌，董浩，黄波，张建（成都大学机械工程学院，四川成都610106）摘要：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调整不同的路面不平度系数，对30km/h、60km/h车速下B、C级路面的时域模型进行了仿真，仿真结果准确，可作为进一步的汽车动力学分析的路面输入，具有研究价值。
关键词：路面不平度；白噪声；时域中图分类号：U467.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)03-89-03Establishment and simulation of time domain model for Band-Limited WhiteNoise pavement roughnessZhao Bin, Dong Hao, Huang Bo, Zhang Jian( School of mechanical engineering, Chengdu University, Sichuan Chengdu 610106 )Abstract: In order to reasonably simulate the time domain model of road surface, the frequency domain model of road surface is analyzed by the spatial power spectral density of pavement roughness, and the numerical simulation method of filtering white noise is deduced from the road surface frequency domain model. This paper presents a method to simulate the time-domain model of road surface by filtering white noise, and to adjust the different roughness coefficients The simulation results of the time domain model of the B-and C-class pavement under the speed of 30km/h and 60km/h are accurate, which can be used as the road input for further analysis of vehicle dynamics, which has research value. Keywords: pavement roughness; Band-Limited White Noise; time domainCLC NO.: U467.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)03-89-031 路面不平度功率谱密度统计描述1984年国际标准化组织在文件ISO/TC108/SC2N67中提出了《路面不平度表示方法草案》，我国也参照制定了《机械振动—道路路面谱测量数据报告》（GB703—2005）。
路面不平度的模拟与汽车非线性随机振动的研究报告
清华大学学报自然科学版JOURNALOF TSINGHUAUNIVERSITY SCIENCEANDTECHNOLOGY1999年第39卷第8期Vol．39 No．81999路面不平度的模拟与汽车非线性随机振动的研究*金睿臣，宋健文摘预测汽车的随机振动响应对汽车的开发设计是非常重要的。
实际汽车存在许多非线性环节，需采用非线性振动模型进行研究，在这种情况下，通常采用的频域分析方法一般不再适用。
应用机械系统分析软件ADAMS建立了11自由度汽车非线性振动模型，并用由伪白噪声法生成的符合实际路面统计特性的伪随机序列来模拟路面不平度。
在此基础上，利用数值算法在时域中对汽车的非线性随机振动响应进行了计算机仿真计算研究。
结果表明，这种方法对研究汽车的非线性随机振动是有效的。
关键词汽车动力学；ADAMS软件；非线性随机振动；路面不平度分类号U 461；O 322Simulation of the road irregularity and study of nonlinear randomvibration of the automobileJIN Ruichen，SONG JianDepartment of Automotive Engineering，State Key Laboratory of Automotive Safety and Energy Conservation，Tsinghua University，Beijing 100084，China Abstract To use the simulation technique is very important to predict the random vibration of the automobile．Because there are many nonlinear factors in a real automobile，a nonlinear vibration model should be necessarily used．In this case，the frequency domain methods can not be applicable．Under the help of the mechanical system simulation program ADAMS，an 11 DOF nonlinear vibration model of the automobile was built．By means of pseudo white noise，pseudo random sequences，which can simulate the random irregularities of a road，were generated．Based on these，using numerical method，the random vibration of the automobile was studied．The results of simulation have demonstrated the validity of the method．Key words vehicle dynamics；program ADAMS；nonlinear random vibration; road irregularities汽车以一定的速度行驶时，路面的随机不平度通过轮胎、悬架等弹性、阻尼元件传递到车身上，并通过座椅将振动传递到人体。
基于ReliefF-RBF的路面不平度识别算法研究
基于ReliefF-RBF的路面不平度识别算法研究
陈凯;史少阳;程姗姗;秦也辰
【期刊名称】《汽车工程学报》
【年(卷),期】2024(14)1
【摘要】路面不平度对道路车辆行驶安全性及车辆动力学响应具有重要影响。
通过将路面不平度识别与先进悬架控制结合,有望能进一步提升乘员舒适性和车辆的操纵稳定性。
现有基于数据驱动的路面分类方法难以高效处理时变参数与车速,现有基于模型的路面识别算法需要已知精确车辆模型,在实际应用中面临车辆物理参数难以获得的问题。
提出一种融合模型和数据驱动的路面分类算法,采用基于模型的方法反算等效路面轮廓,结合数据预处理方法,对车辆响应和反算等效路面轮廓数据进行滤波;对等效路面轮廓和响应信息进行时域频域特征计算,采用ReliefF算法进行关键特征提取,构建基于径向基函数神经网络的路面分类器,进行路面分级识别;通过仿真试验和实车试验验证了不同车辆参数和车速下所提出的算法鲁棒性。
【总页数】11页(P49-59)
【作者】陈凯;史少阳;程姗姗;秦也辰
【作者单位】北京理工大学;交通运输部公路科学研究院
【正文语种】中文
【中图分类】U461.4
【相关文献】
1.基于悬架行程解耦的SUV路面不平度识别算法研究
2.基基于4种典型神经网络识别路面不平度的研究
3.基于深度学习的路面不平度等级识别研究
4.基于履带车辆车体动态响应的行驶路面不平度识别
5.基于增广卡尔曼滤波并考虑车辆加速度的路面不平度识别
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于PID-LQR主动悬架控制策略的车辆平顺性研究
基于PID-LQR主动悬架控制策略的车辆平顺性研究高晋;艾田付;沈琳清;杨秀建;聂枝根【摘要】为了进一步提高悬架系统的综合平顺性能,建立了主动悬架系统的单轮车辆模型,以路面不平度作为车辆系统的干扰信号.考虑到带有LQR控制器的主动悬架,加权系数的确定受人为影响较大,故在LQR控制器中加入一个PID控制器,形成PID-LQR控制器.通过MATLAB对LQR及PID-LQR控制器分别建立了系统的Simulink模型,运用遗传算法和单纯形法,对LQR中加权系数矩阵L、M以及PID 控制器中的相关参数进行了优化,使悬架系统控制性能得到一定的提高.在同等情况下,与进行相同优化步骤的LQR控制器进行对比分析,得到两种悬架的平顺性性能差异.结果表明,相比传统的LQR主动悬架控制,所提出的PID-LQR悬架控制策略能在一定程度综合改善模型的平顺性能.【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2018(056)005【总页数】5页(P32-36)【关键词】车辆工程;单轮车辆模型;PID-LQR控制器;遗传算法;单纯形法;平顺性【作者】高晋;艾田付;沈琳清;杨秀建;聂枝根【作者单位】650500云南省昆明市昆明理工大学交通工程学院;650500云南省昆明市昆明理工大学交通工程学院;650500云南省昆明市昆明理工大学交通工程学院;650500云南省昆明市昆明理工大学交通工程学院;650500云南省昆明市昆明理工大学交通工程学院【正文语种】中文【中图分类】U4690 引言随着工业化的不断进步和发展，人们对汽车性能的要求越来越严苛。
汽车作为交通工具已经不仅仅局限于短距离使用，还要求汽车具备中长距离舒适行驶的能力，故此在满足良好的动力性和经济性前提下，如何尽可能地提升整车的平顺性也成为汽车工业的相关研究热点。
多年来，许多国内外专家学者进行了许多平顺性的研究优化。
文献[1]利用Hyperworks及ADAMS软件得到整车刚柔耦合模型，运用Insight模块对悬架参数进行优化匹配提升了整车平顺性。
基于MATLAB／Simulink的汽车平顺性的仿真模型（可编辑）
基于MATLAB／Simulink的汽车平顺性的仿真模型摘要本文在分析平顺性的研究意义和研究内容的基础上,以数学仿真原理为理论基础,建立了以某经济型轿车为原型的整车八自由度汽车模型拉格朗日方程,并应用仿真软件MATLAB/Simulink建立了汽车平顺性的仿真模型。
按照国家标准模拟了不同车速下的汽车试验,得出了平顺性仿真在不同车速下时间域和频率域的仿真结果。
本文还参考了实车的平顺性试验,该试验参照国标GB/T4970?1996执行。
在国家B级路面上以不同车速对驾驶员座椅、副驾驶员座椅和后排左侧座椅的垂直加速度信号进行了测量,得出了平顺性试验在时间域和频率域的结果。
在汽车平顺性仿真与试验的基础上,文中对处理后的数据结果进行了比较分析,对试验所用汽车的平顺性作出了评价,给出了仿真与试验的相应结论。
关键词:平顺性,八自由度建模,路谱,MATLAB/SimulinkAbstractThis paper analyzes the significance of ride comfort and contents of research based on the principle of mathematical simulation based on the theory established by an economy car for the prototype vehicle eight degrees of freedom vehicle model Lagrange equation, and applying simulation software MATLAB / Simulink to establish a simulation model ofvehicle ride comfort. Simulated in accordance with national standards of vehicles under different speed test results, the simulation ride at different speeds time domain and frequency domain simulation results This article also during the actual car test ride, test the light of the implementation of national standard GB/T4970-1996. B-class roads in the country at different speeds on the driver's seat, co-pilot seat and left rear seat of the vertical acceleration signal was measured, obtained test ride in the time domain and frequency domain results. In the car ride simulation and experiment based on the text of the processed data results were compared, the test used in ride comfort has been evaluated, the simulation and testing the corresponding conclusionsKey words: Comfort,Eight degrees of freedom model, Road spectrum, MATLAB/Simulink 目录前言 11绪论 21.1汽车平顺性研究的意义21.2汽车平顺性研究的主要内容 21.3汽车行驶平顺性研究发展概况 42汽车行驶平顺性的评价 62.1行驶平顺性评价的研究62.2人体对振动的反应 62.3平顺性指标评价方法72.3.1ISO 2631标准评价法72.3.2吸收功率法112.4平顺性评价流程113随机路面模型的研究 133.1随机路面模型133.1.1路面不平度的概述133.1.2路面不平度的表达133.1.3时域模型143.1.4时域响应153.2建立随机路面模型 153.2.1汽车前轮所受路面随机激励153.2.2前后轮滞后输入的处理164汽车平顺性模型的建立及仿真184.1建模基本原理与要求184.1.1建模基本要求184.1.2建模基本原理194.2 汽车平顺性建模194.2.1 八自由度整车力学模型的建立204.2.2 数学模型的建立214.2.3 汽车座椅的布置254.2.4 汽车八自由度Simulink仿真模型的建立26 4.3整车平顺性仿真284.3.1仿真参数的选取 284.3.2 50km/h车速下汽车平顺性仿真结果304.3.3 60km/h车速下汽车平顺性仿真结果314.3.4 70km/h车速下汽车平顺性仿真结果325整车平顺性试验与结果分析335.1 平顺性试验原理及试验过程335.2 仿真与试验结果的数据处理345.3 仿真与试验结果的时域分析365.4 仿真与试验结果的频域分析37结论38致谢39参考文献40前言汽车平顺性主要是指保持汽车在行驶过程中产生的振动和冲击环境对乘员舒适性的影响在一定界限之内,对载货汽车还包括保持货物完好的性能,它是现代高速汽车的主要性能之一。
基于空间模型的轿车平顺性时域建模和仿真
(2)
式（ 2 ) 中， 《 = [心（ 〇,g2(〇,g3(〇， g4(〇]T; _ 0 0 o 2z x 9 Y + - 1 0 2 2z x 0 0 0 2 — V 」
仿真与控制。E -m a il:547284877@ 。 引用格式 : 赵 旗 ， 王 维 ， 罗 兰 ， 等.基于空间模型的轿车平顺性时域 建模和仿真[ J ] • 科学技术与工程， 2017， 17(4) :99— 104
0
二
— + 2 t〇 i u h
上
A
- ~ ( y +2^ u)
0
100
科 学 技 术 与 工 程
17卷
质心的垂直位移、 绕质心的侧倾角位移和绕质心的
尸 —2
tT
"〇
a/
^
cj
(
^
—1 - 1 -
〇
俯仰角位移， A、 z2、 z3 和 A 为左前、 右前、 左后和右 后非簧载质量的垂直位移， 《 1、 心、 & 、 如为左前、 右 前、 左后和右后车轮的路面激励。 2 . 2 振动能量
2 0 1 6 年 8 月 1 6 日收 到 中 国 汽 车 产 业 创 新 发 展 联 合 基 金 重 点 项 目 (U 1 5 6 4 2 1 3 ) 和国家自然科学基金国际（ 地区） 合作与
分析、 评价、 改进和优化提供工作基础。
1
1.1
四轮路面激励的滤波白噪声模型
单轮路面激励 基于滤波白噪声生成路面激励的方法， 是目前
2
轿车平顺性七自由度空间模型
2 .2 .1
T
动能
2-^ A +
y
2 . 1 模型描述 为建立轿车空间模型， 引入如下基本假设。 (1) 轿车相对于通过其质心的纵向垂直平面左 右对称， 考虑左右车轮的相干性。 2 (2) 不考虑轿车在水平面内的振动， 即不考虑 纵向水平振动、 侧向水平振动和绕垂直轴的角振动。 (3) 轿车作直线勻速运动， 在平衡位置作垂向、 俯仰和侧倾的微幅振动。 (4) 悬架简化为考虑刚度和阻尼的线性元件， 轮胎简化为仅考虑刚度的线性元件。 (5) 路面对轿车的激励保持在轮胎与路面的接 触点中心上。 根据以上基本假设， 建立轿车平顺性七自由度 空间力学模型， 如 图 1 所 示 。它由车身、 4 个悬架和 4 个车轮组成， 和 mby为车身（ 簧载)质量、 车 身绕质心％轴的转动惯量和车身绕质心7 轴的转动 惯量， 和％为左前、 右前、 左后和右后的 非簧载质量， csl、 C s 2、 C s 4和C s 3 为左前、 右前、 左后和 右后的悬架垂直阻尼， A : sl、 A : s 2、 A : s 3和A : s 4 为左前、 右 前、 左后和右后悬架的垂直刚度， 左前、 右前、 左后和右后轮胎的垂直刚度， 和k 为 为车
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
路面不平度通常用来描述路面的起伏程度 , 是汽车行驶过程中的主要激励 , 它使车辆 在行驶 中产生行驶阻力和振动 , 影响车辆行驶的平顺性 、 操纵稳定性 、零部件疲劳寿命等各个方面 .车辆平 顺性是汽车整车质量的综合性能指标之一 , 是指 汽车在不平路面 激励下汽 车振 动响应 方面的 性 能 .因此 , 获取准确的路面信息是进行车辆振动系 统平顺性分析和评价的关键 .
基金项目 :国家高技术研究发展计划 (863计划 )资助项目 (2006AA110116). 作者简介 :向华荣 (1979— ), 男 , 重庆人 , 硕士 , 工程师 , 主要 从事 车辆系 统动 力学 , 车辆 检测 及试验 研究 ;张 开斌
(1964— ), 男 , 重庆人 , 研究员 级高级工程师 , 主要从事车辆检测及试验研究 .
12
重庆工学院学报
对车辆振动系统的输入除了路面不平度 , 还
要考虑车速因素 , 根据车速 u将空间频率 谱密度
Gq(n)换算为时间功率谱函数 Gq(f).
G(n0 )
f n0
-W
uW-1
(2)
式中 :Gq(n)表示路面不平度功率谱密度 , 简称路
面功率谱密度 ;n表示空间频率 (m-1 );n0 表示参
在研究车辆非线性系统的振动时必须建立振 动系统的运动方程 .本文中建立的车辆四 自由度 振动模型 , 是一个有阻尼力的黏滞阻尼体系 .引入 广义坐标 zi的概念 , 结构动力学中的能量耗散体 系的拉格朗日方程 [ 4] 为
d dt
T ·zi
-
Tzi +
U zi
=-
R ·zi
(5)
式中 :T表示振动系统的总动能 ;U表示振动系统
cs1 (·z-a·θ-·z1 )-cs2 (·z+b·θ-·z2 )(9)
Jθ¨=aks1 (z-aθ-z1 )-bks2 (z+bθ-z2 )+ acs1 (·z-a·θ-·z1 )-bcs2 (·z+b·θ-·z2 )
(10)
14
重庆工学院学报
m1 z¨1 =ks1 (z-aθ-z1 )+cs1 (·z-a·θ-·z1 )kt1 (z1 -q1 )-ct1 (·z1 -·q1 ) (11)
3)在进行路面谱模型的应用时 , 对建立的车 辆模型 , 可以考虑轮胎的包容特性 , 建立一个能真 实反映车辆实际行驶状况的模型 .
参考文献 :
图 8 C级路面车辆振动特性
5 结束语
应用基于伪白噪声法产生随机路面不平度的 方法是可行 、有效的 , 并能为非线性车辆振动分析 提供时域随机序列路面不平度信号 .路面 不平度 时域模型的创建主要为基于虚拟样机技术的车辆 平顺性分析与仿真准备输入 , 通过定义路 面和轮 胎属性 , 仿真分析路面的纵向激励 , 以深入研究 各种车辆的平顺性机理 .在将来的研究工作中 , 路 面不平度可以在几个方面进行深入研究和探索 :
第 23卷 第 9期
Vol.23 No.9
重 庆 工 学 院 学 报 (自然科学 ) JournalofChongqingInstituteofTechnology(NaturalScience)
2009年 9月 Sep.200 9
＊
基于伪白噪声的路面不平度模拟及其车辆平顺性
向华荣 , 张开斌 , 张琢玉 , 王红钢
伪白噪声法的基本思想是将已知的路面功率 谱经适当的数学处理得到特定的数值滤波器 , 再 让计算机生成的正态随机数通过该滤波器得到路 面形状 .伪白噪声法可由一白噪声通过一 积分器 产生或由一白噪声通过一成形滤波器产生 , 形成 积分白噪声随机路面轮廓 .
单个车轮受到的路面激励时域数学模型用式 (4)描述[ 4]
1 路面不平度的表示方法
作为车辆振动输入的路面不平度 , 主要采用
路面功率谱密度描述其统计特性 .
根据标准 GB7031 “车辆振动输入 -路面平
度表示方法 ”中的规定 , 路面功率谱 Gq(n)的拟合 表达式为[ 1]
Gq(n)=Gq(n0 )
n n0
-W
(1)
＊ 收稿日期 :2009-05 -04
考空间频率 , n0 =0.1 m-1 ;Gq(n0 )表示参 考空间
频率 n0 下 的 路 面 谱 值 , 称 为路 面 不 平 度 系 数 (m2 /m-1 );W为频率 指数 , 决 定路面谱的频 率结
构 ;f=un, f为时间频率 , u为车速 .
当频率指数 W=2时 , 由式 (2)得 G·q(f) =(2πf)2 Gq(f)=4π2 Gq(n0 )n20 u(3) 可以看出 , 此时路面速度功率谱幅值 在整个
·q(t)+2πf0 q(t)=2πn0 Gq(n0 )uω(t)(4) 式中 :q(t)表示车轮受到的路面随机激励 ;ω(t)表示 单位高斯白噪声 ;f0 为下截止频率 , f0 =0.062 8 Hz.
根据式 (2)表示的理论的路面时间功率谱密 度函数 , 在 Matlab中画出 f=0.01 ～ 100 Hz, 速度 为 50 km/h下的理论功率谱密度曲线 , 并与模拟 产生的 A级路面的功率谱密度进行比较 , 如图 4 所示 .从图中可以看出采用 伪白噪声法得出的随 机路面的功率谱密度在 0 ～ 100 Hz的频率段内都 与理想的功率谱密度相符 , 因此说明本文中采用
频率范围为一常数 , 即为一 “白噪声 ” , 幅值大小只
与不平度系数 Gq(n0 )有关 .
2.2 结果与分析 利用仿真软件 Matlab/Simulink构建伪白噪声
法的路面不平度模型 .本文中采用 50 km/h模拟 产生 A、B、C三级道路 .图 1 ～图 3是模拟产生的 时间序列路面不平度曲线 .
(中国汽车工程研究院有限公司 , 重庆 400039)
摘 要 :介绍了基于伪白噪声的时间序列路面不平度模拟方法 , 并将模拟产生的随机路面不 平度应用于四自由度非线性车辆振动模型中 , 对车辆的平顺性进行仿真分析 .结果表明 , 基于伪 白噪声法产生路面不平度的方法是可行的 , 用在车辆平顺性研究中也是有效的 . 关 键 词 :路面不平度 ;白噪声 ;功率谱密度 ;平顺性 中图分类号 :U416;O322 文献标识码 :A 文章编号 :1671 -0924(2009)09 -0011 -05
Abstract:Thispaperintroducesthemethodofsimulatingtheroadroughnessofthetimeseriesbased onpseudowhitenoise, andappliesthemethodtothefourDOFnonlinearrandomvibrationmodelof thevehicle, andstudiesvehicleridecomfort.Theresultsofsimulationdemonstratethefeasibilityof themethodinsimulatingtheroadroughness, andintheapplicationinvehicleridecomfort. Keywords:roadroughness;whitenoise;PSD;ridecomfort
从图 6 ～图 8可以看出 , 在时域内 , 在同一车 速下 , 车辆行驶在不同等级的路面上 , 随着路面等 级的变差 , 车辆的振动加速度和加速度均 方根值 也随之加大 .在频域内 , 在同一车速下 , 随 着路面 等级的变差 , 车辆的振动功率谱密度峰值 也随着 增大 .这种趋势符合实际车辆行驶 情况 , 因此 , 应 用由滤波白噪声法生成的路面不平度时间序列 , 在研究车辆平顺性上具有实际意义 .
SimulationofRoadRoughnessBasedonPseudo WhiteNoiseandStudyofVehicleRideComfort
XIANGHua-rong, ZHANGKai-bin, ZHANGZhuo-yu, WANGHong-gang
(ChinaAutomobileEngineeringResearchInstituteCo., Ltd, Chongqing400039, China)
向华荣 , 等 :基于伪白噪声的路面不平度模拟及其车辆平顺性
15
1)路面谱的时域模型可以根据具体车型 , 建 立具体的适应于具体车辆的路面谱模型 , 以便于 预测分析车辆特性 .
2)通过测量和建立我国的基础道路数据库 , 将各种路面进行统计分析 , 与现有的一些数学模 型进行对比 , 建立符合我国 实际情况的道路谱模 型是以后发展的重中之重 .
2 路面不平度的模拟
2.1 基于伪白噪声的路面不平度模型 车辆是由许多非线性特性单元组合而成的非
线性随机振动系统 .对非线性系统的研究 , 时域分 析是最基本的分析方法 , 因此 , 研究车辆非线性系 统特性时 , 需要获得路面不平度的时域模型 .目前 国内进行伪随机序列产生随机路面不平度时间轮 廓 (路面粗糙度 )的方法有三角级数叠加法 、伪白 噪声法 、过滤泊松模型和基于频率功率谱 采样的 数值模拟方法 [ 2 -3] .本文中主 要介绍基于伪 白噪 声法的路面不平度模拟 .
车辆质心 A的垂直位移和加速度为 zA =z, z ¨A =z ¨
前悬架中心 B的垂直位移和加速度为 zB =z-aθ, z ¨B =z ¨-aθ¨
后悬架中心 C的垂直位移和加速度为 zC =z+bθ, z ¨C =z ¨+bθ¨
4 四自由度车辆非线性振动模型平 顺性仿 真分析
根据四自由度车辆非线性振动模型和路面模 型 , 在 Matlab/Simulink环境下建立相应的 仿真模 型 , 分析车 辆以 50 km/h的车 速行 驶在 A级 、 B 级 、C级 3种路面上时车辆的振动特性 .图 6 ～图 8 表示了在 A级 、B级 、C级路面上车辆质心 、前后 悬架 中 心 位 置的 加 速 度 及 加 速 度 功 率 谱 密 度 曲线 .