[發(fā)明專利]一種基于懸架行程測量路面功率譜的方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810007502.5 | 申請日： | 2018-01-04 |
| 公開（公告）號： | CN108303066A | 公開（公告）日： | 2018-07-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 鞏明德;顏鑫;曲中元;張航;王豪豪 | 申請（專利權(quán)）人： | 燕山大學(xué) |
| 主分類號： | G01C7/04 | 分類號： | G01C7/04 |
| 代理公司： | 秦皇島一誠知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 13116 | 代理人： | 崔鳳英 |
| 地址： | 066004 河北省*** | 國省代碼： | 河北;13 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 懸架行程 功率譜 加速度傳感器 測量路面 簧載 被動懸架系統(tǒng) 頻率響應(yīng)函數(shù) 質(zhì)量振動系統(tǒng) 關(guān)系表達(dá)式 表征路面 車輛模型 車輛系統(tǒng) 傳遞特性 路面識別 豎向位移 特征識別 圖像表征 求解 直觀 測試 | ||
本發(fā)明公開了一種利用懸架行程測量路面功率譜的方法，該方法是基于四分之一車輛被動懸架系統(tǒng)實現(xiàn)，其內(nèi)容包括：利用雙加速度傳感器測試和四分之一車輛模型計算懸架行程；根據(jù)雙質(zhì)量振動系統(tǒng)的傳遞特性，求解頻率響應(yīng)函數(shù)；建立路面不平度功率譜與四分之一車輛系統(tǒng)懸架行程間關(guān)系表達(dá)式；計算路面不平度功率譜，并對路面不平度進(jìn)行特征識別。本發(fā)明以懸架行程表征路面不平度特征，使用雙加速度傳感器測得非簧載質(zhì)量與簧載質(zhì)量的豎向位移作差得到的懸架行程，提高了路面識別的精度和準(zhǔn)確性，且這種圖像表征方法具有簡便直觀的優(yōu)點，便于工作人員對路面進(jìn)行評價。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種基于懸架行程測量路面功率譜的方法，屬于路面特征識別領(lǐng)域。
背景技術(shù)
目前，國內(nèi)外采用標(biāo)準(zhǔn)通用的路面功率譜密度函數(shù)表示路面不平度，并作為車輛動態(tài)響應(yīng)、懸架的優(yōu)化和控制、道路載荷動力學(xué)計算等輸入單位，其描述精度和準(zhǔn)確性直接影響后續(xù)研究。
通用標(biāo)準(zhǔn)的路面功率譜密度函數(shù)因形式簡單，便于應(yīng)用，在汽車領(lǐng)域相關(guān)研究中應(yīng)用廣泛，但其真實路面復(fù)現(xiàn)能力有限，影響后續(xù)研究的準(zhǔn)確性，因此路面譜實車測量技術(shù)得到較快發(fā)展。在文獻(xiàn)《車載激光平整度儀的設(shè)計與實現(xiàn)》中，采用車載式激光平整儀進(jìn)行路面檢測，其靜態(tài)路面檢測精度較高，但未考慮由車體振動而引起激光位移傳感器產(chǎn)生的檢測偏差，故其難以檢測復(fù)雜路面且受天氣影響較大。另在名為《一種利用車輛懸架傳感器實現(xiàn)路面譜軟測量的方法》專利中，利用一個車身加速度傳感器測得車身垂直加速度功率譜密度，忽略了加速度信號中的噪聲因子和趨勢項，得到的車身垂直加速度功率譜與實際功率譜誤差較大。
針對以上技術(shù)存在的不足，本發(fā)明研究利用車載加速度傳感器通過解算懸架行程，實現(xiàn)高精度、準(zhǔn)確測量復(fù)雜路面功率譜的方法。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有路面功率譜測量技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種基于懸架行程測量路面功率譜的方法。車輛在不平路面勻速行駛時，路面不平度將直接影響車輛懸架的伸縮。首先利用車載加速度傳感器檢測因路面不平而引起的懸架行程，然后基于懸架模型理論推導(dǎo)得到路面不平度功率譜，最后對路面不平度進(jìn)行特征識別。
本發(fā)明為達(dá)到上述目的，采取如下技術(shù)方案：
一種基于懸架行程測量路面功率譜的方法，該方法是基于四分之一車輛被動懸架系統(tǒng)實現(xiàn)，該方法內(nèi)容包括以下步驟：
步驟1：利用雙加速度傳感器測試和四分之一車輛模型計算懸架行程Z(t)；所述懸架行程是：對于四分之一車輛雙質(zhì)量振動系統(tǒng)，非簧載質(zhì)量與簧載質(zhì)量的豎向位移差，用公式表示為：
Z(t)＝Zw(t)-Zb(t) ⑴
式中：Zb(t)為簧載質(zhì)量豎向位移量，Zw(t)為非簧載質(zhì)量豎向位移量；
步驟2：根據(jù)雙質(zhì)量振動系統(tǒng)的傳遞特性，求解頻率響應(yīng)函數(shù)Hz(w)；
步驟3：建立路面不平度功率譜與四分之一車輛系統(tǒng)懸架行程間關(guān)系表達(dá)式；
步驟4：計算路面不平度功率譜，并對路面不平度進(jìn)行特征識別。
在步驟1中，所述計算懸架行程，就是通過安裝在待控制的四分之一車輛被動懸架系統(tǒng)上的減振器上方的第一加速度傳感器測得簧載質(zhì)量加速度信號通過安裝在待控制的四分之一車輛被動懸架系統(tǒng)上的減振器下方支柱上的第二加速度傳感器測得非簧載質(zhì)量加速度信號其中第一加速度傳感器和第二加速度傳感器沿減振器支柱方向同側(cè)安裝；
基于四分之一車輛被動懸架系統(tǒng)動力學(xué)方程，由加速度傳感器所測得雙質(zhì)量振動系統(tǒng)的加速度信號，解算得到：簧載質(zhì)量豎向位移量Zb(t)，非簧載質(zhì)量豎向位移量Zw(t)；
由⑴式得到懸架行程Z(t)的計算結(jié)果。
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