[發(fā)明專利]基于虛擬模型還原物理試驗(yàn)臺(tái)架仿真過(guò)程的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011073375.2
• 申請(qǐng)日: 2020-10-09
• 公開（公告）號(hào): CN112214916B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段凱欣;劉瑜瑾;張凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京福田戴姆勒汽車有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23;G06F119/14;G06F119/02
• 代理公司: 北京景聞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11742
• 代理人: 朱鴻雁

本發(fā)明公開了一種基于虛擬模型還原物理試驗(yàn)臺(tái)架仿真過(guò)程的方法及系統(tǒng)，方法包括：采集載荷譜信息；將預(yù)設(shè)工裝模型及被測(cè)樣件的有限元模型安裝在虛擬臺(tái)架上，識(shí)別被測(cè)樣件中需要控制運(yùn)動(dòng)信息的位置，將載荷譜信息設(shè)定為被測(cè)虛擬模型的目標(biāo)信號(hào)；獲取臺(tái)面六個(gè)自由度的驅(qū)動(dòng)信息；計(jì)算實(shí)際自由度；計(jì)算臺(tái)面自由度的變化量；循環(huán)迭代上述過(guò)程，直至求得所有時(shí)刻虛擬臺(tái)架中關(guān)注點(diǎn)的臺(tái)面自由度的變化量，實(shí)現(xiàn)虛擬臺(tái)架模擬實(shí)車的情況。本發(fā)明通過(guò)虛擬臺(tái)架技術(shù)進(jìn)行虛擬迭代，以還原物理試驗(yàn)臺(tái)架的仿真迭代過(guò)程，在迭代結(jié)果不收斂時(shí)，通過(guò)對(duì)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行修正，使臺(tái)架的傳遞函數(shù)和整車傳遞函數(shù)更接近，從而使迭代結(jié)果收斂，提高仿真精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及仿真試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于虛擬模型還原物理試驗(yàn)臺(tái)架仿真過(guò)程的方法及系統(tǒng)，相較傳統(tǒng)仿真技術(shù)的多體動(dòng)力學(xué)的聯(lián)合仿真，該方法及系統(tǒng)集成了實(shí)際臺(tái)架的傳遞系統(tǒng)特性，電控系統(tǒng)以及邏輯運(yùn)算控制系統(tǒng)，擴(kuò)展了虛擬臺(tái)架技術(shù)理念。

背景技術(shù)

在汽車的仿真試驗(yàn)中，目前一般采用物理臺(tái)架進(jìn)行仿真迭代，其中，整車耐久和臺(tái)架耐久試驗(yàn)費(fèi)用高，周期長(zhǎng)，為汽車產(chǎn)品開發(fā)帶來(lái)了很大的負(fù)荷和壓力，同時(shí)在采用物理臺(tái)架迭代過(guò)程中，由于實(shí)車模型和臺(tái)架模型系統(tǒng)模態(tài)模型差異大，會(huì)導(dǎo)致迭代難以收斂。因此，需要使關(guān)注點(diǎn)的整車傳遞函數(shù)和臺(tái)架傳遞函數(shù)盡可能相符合，從而使迭代結(jié)果收斂。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。

為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種基于虛擬模型還原物理試驗(yàn)臺(tái)架仿真過(guò)程的方法，該方法通過(guò)虛擬臺(tái)架技術(shù)進(jìn)行虛擬迭代，以還原物理試驗(yàn)臺(tái)架的仿真迭代過(guò)程，在迭代結(jié)果不收斂時(shí)，通過(guò)對(duì)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行修正，使臺(tái)架的傳遞函數(shù)和整車傳遞函數(shù)更接近，從而使迭代結(jié)果收斂，提高仿真精度。

為此，本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提出一種基于虛擬模型還原物理試驗(yàn)臺(tái)架仿真過(guò)程的系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面的實(shí)施例公開了一種基于虛擬模型還原物理試驗(yàn)臺(tái)架仿真過(guò)程的方法，包括以下步驟：S1：采集特征路段的目標(biāo)控制點(diǎn)的載荷譜信息；S2：將預(yù)設(shè)工裝模型及被測(cè)樣件的有限元模型安裝在虛擬臺(tái)架上，識(shí)別所述被測(cè)樣件中需要控制運(yùn)動(dòng)信息的位置，將所述載荷譜信息設(shè)定為被測(cè)虛擬模型的目標(biāo)信號(hào)；S3：獲取臺(tái)面自由度和目標(biāo)路譜之間的傳遞函數(shù)，根據(jù)目標(biāo)函數(shù)以及所述傳遞函數(shù)求逆，得到臺(tái)面六個(gè)自由度的驅(qū)動(dòng)信息；S4：通過(guò)MATLAB軟件集成ADAMS動(dòng)力學(xué)模型、并聯(lián)機(jī)構(gòu)反解模型、PID電控模型、液壓油傳遞特性函數(shù)模型和并聯(lián)機(jī)構(gòu)正解模型，使得六個(gè)自由度通過(guò)反解得到作動(dòng)器的目標(biāo)位移值(需要正解后的臺(tái)面位移參與PID增益計(jì)算)，將所述目標(biāo)位移值按照PID方式計(jì)算PID實(shí)際增益值，得到所述作動(dòng)器的實(shí)際位移值，將所述實(shí)際位移值輸入至ADAMS動(dòng)力學(xué)模型，計(jì)算得到實(shí)際自由度；S5：根據(jù)所述實(shí)際自由度驅(qū)動(dòng)后，通過(guò)所述有限元模型得到關(guān)注點(diǎn)的實(shí)際路譜響應(yīng)信息，將所述目標(biāo)信號(hào)按照步長(zhǎng)系數(shù)新生成單位步的目標(biāo)信號(hào)，將該目標(biāo)信號(hào)通過(guò)逆?zhèn)鬟f函數(shù)求得臺(tái)面自由度的變化量；S6：重復(fù)以上步驟S1至步驟S5進(jìn)行循環(huán)迭代，迭代過(guò)程需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因此要結(jié)合matlab、simulink，adams，femfatlab四款軟件的求解特點(diǎn)，在matlab?中編輯讀入寫出RSP格式數(shù)據(jù)的代碼，以及自動(dòng)針對(duì)adams中的spline輸入進(jìn)行賦值的功能代碼，最終直至求得所有時(shí)刻所述虛擬臺(tái)架中關(guān)注點(diǎn)的臺(tái)面自由度的變化量，實(shí)現(xiàn)所述虛擬臺(tái)架模擬實(shí)車的情況，以復(fù)現(xiàn)實(shí)際車輛運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和形式。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于虛擬模型還原物理試驗(yàn)臺(tái)架仿真過(guò)程的方法，通過(guò)虛擬臺(tái)架技術(shù)對(duì)物理試驗(yàn)臺(tái)架的電控過(guò)程、動(dòng)力學(xué)過(guò)程、迭代計(jì)算過(guò)程進(jìn)行虛擬迭代，以還原物理試驗(yàn)臺(tái)架的仿真迭代過(guò)程，并在迭代結(jié)果不收斂時(shí)，通過(guò)對(duì)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行修正，使臺(tái)架的傳遞函數(shù)和整車傳遞函數(shù)更接近，從而使迭代結(jié)果收斂，提高仿真精度，同時(shí)，采用虛擬臺(tái)架技術(shù)，可降低試驗(yàn)成本，縮短試驗(yàn)周期。

另外，本發(fā)明上述實(shí)施例的基于虛擬模型還原物理試驗(yàn)臺(tái)架仿真過(guò)程的方法還可以包括如下附加技術(shù)特征；