[發明專利]一種基于逆Wilson方法的路面起伏擾動識別方法

在審

• 申請號: 201910316355.4
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110020499A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 姜金輝;羅淑一;李俊;楊泓基;張方;王軻;何歡;陳國平
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 蘇州潤桐嘉業知識產權代理有限公司 32261
• 代理人: 胡思棉

1.一種基于逆Wilson方法的路面起伏擾動識別方法，其中，包括以下步驟：

建立路面起伏擾動模型：

其中所述的擾動模型采用四自由度半車模型；

計算載荷：

根據逆Wilson方法，求解對應時刻的遞推方程，計算所述載荷：

識別路面起伏擾動：

根據識別出的所述載荷，利用復合高斯積分計算路面起伏擾動參數。

2.根據權利要求1所述的基于逆Wilson方法的路面起伏擾動識別方法，其中所述的建立路面起伏擾動模型步驟采用所述的四自由度半車模型，得到車輛的運動微分方程如下：

其中，M是質量矩陣，K是剛度矩陣，C是阻尼矩陣，F是載荷矩陣，U是位移矩陣，是速度矩陣，是加速度矩陣，x,θ,y_f,y_r為半車模型的四個自由度。

其中mc：車輛總質量，Ic：轉動慣量，mtf：前簧下質量，mtr：后簧下質量，cf：前懸架線性阻尼率，cr：后懸架線性阻尼率，kf：前懸架彈簧剛度，kr：后懸架彈簧鋼度，a：前輪到質心的距離，b：后輪到質心的距離，ctf：前輪阻尼率，ctr：后輪阻尼率，ktf：前輪彈簧剛度，ktr：后輪彈簧剛度，zf：前輪的道路位移激勵，zr：后輪的道路位移激勵，zf的一階導數，即前輪的道路速度激勵，zr的一階導數，即后輪的道路速度激勵。

3.根據權利要求1所述的基于逆Wilson方法的路面起伏擾動識別方法，其中所述的計算載荷步驟為：

根據逆Wilson方法，求解如下t+θΔt時刻的遞推方程，計算載荷F。

其中，為等效剛度矩陣，u(t+θΔt)是t+θΔt時刻的位移矩陣，

為總等效激勵，Q(t+Δt)為t+Δt時刻的載荷矩陣，Q(t)為t時刻的載荷矩陣，Δt為采樣間隔，θ為Wilson參數，u(t)、分別為t時刻的位移、速度、加速度矩陣。

4.根據權利要求3所述的基于逆Wilson方法的路面起伏擾動識別方法，其中所述的計算載荷步驟還包括：

步驟A:計算初始激勵Q(0)：

根據計算初始激勵Q(0)，其中u(0)、分別為零時刻的位移、速度、加速度矩陣，令t＝0；

步驟B:計算u₂(t+θΔt)：

根據且

計算u₂(t+θΔt)；

步驟C:計算u₁(t+θΔt)：

根據u₁(t+θΔt)＝u(t+θΔt)-u₂(t+θΔt)，計算u₁(t+θΔt)；

步驟D:計算dⁱ(t+θΔt)：

根據計算dⁱ(t+θΔt)，其中i＝1，2，...n，Fⁱ(t+θΔt)是假設在i自由度上作用的單位載荷，dⁱ(t+θΔt)是第i自由度作用單位載荷下結構的體系位移向量；

步驟E:計算λⁱ(t+θΔt)：

根據得到λⁱ(t+θΔt)，其中m是測量已知的加速度響應個數，(dⁱ(t+θΔt))^j是dⁱ(t+Δt)的第j個元素，u₁(t+θΔt)^j是步驟2.3得到的u₁(t+θΔt)中的第j自由度的位移，λⁱ(t+θΔt)是t+θΔt時刻第i自由度上的載荷幅值；

步驟F:計算t+θΔt時刻的載荷矩陣Qⁱ(t+θΔt)：

根據可得到t+θΔt時刻的載荷矩陣Qⁱ(t+θΔt)；

步驟G:計算和識別出下一載荷步的載荷值

已知上一步的載荷值Qⁱ(t)，則可識別出下一載荷步的載荷值為

Qⁱ(t+Δt)＝(Qⁱ(t+θΔt)-Qⁱ(t))/θ+Qⁱ(t)

5.根據權利要求3所述的基于逆Wilson方法的路面起伏擾動識別方法，其中所述的計算載荷步驟獲得的載荷Q進行四階高通濾波。