MTS 329轴耦合道路模拟试验机

LMS系统在整车室内台架道路模拟试验中的应用

LMS系统在整车室内台架道路模拟试验中的应用 梁映珍 周鋐 王二兵 赵静 同济大学汽车学院实验室 摘要 室内台架道路模拟试验不仅能消除气候等因素的影响，而且能有效缩短试验周期、精度高、可控性好，是汽车可靠性试验今后发展的趋势。本文以某型小轿车为例，阐述LMS测试系统在室内台架道路模拟试验前期路谱采集中的应用，同时描述LMS Tecware软件在实测路谱信号迭代前期处理方面的应用。 关键词 道路模拟道路普采集 数据分析 Application of LMS System in Road Simulation Test Liang Yingzhen, Zhou Hong, Wang Erbing, Zhao Jing Tongji University Automobile Lab Abstract Road simulation test can not only eliminate the influence of weather, road condition, but also can shorten experiment period effectively. It has high precision, good operational performance and it would become a development tendency of future vehicle reliability test. This paper takes a sedan as an example and illustrates the application of LMS system in acquisition of road spectra. Besides, this article describes the application of LMS Tecware software in road spectra signal processing before it would be used to iterate. Keywords Road Simulation Test Road Spectral Acquisition Data Analysis 引言 室内台架道路模拟试验是近年来在试车场试验的基础上发展起来的研究汽车整车可靠性的重要手段之一。该试验的原理为：根据引起汽车疲劳损伤的主要因素，编排汽车在试验车场行驶的路面，采集汽车在试车场行驶过程中车轮轴头的振动响应信号，通过对所采信号的编辑和加速处理，获得汽车在行驶过程中的道路谱；之后，将汽车置于室内电液伺服振动台上进行迭代，此过程将汽车看作一个未知的控制系统，先设置一个噪声信号作为驱动信号，

汽车道路模拟试验路谱迭代

汽车道路模拟试验路谱迭代 “实车道路采谱试验就是为了得到汽车在实际道路行驶中的载 荷（应变、加速度、力等信息），在该车的实际运用地区的公路以 及试验场进行的实车道路试验。实车道路试验在汽车开发过程中占 有十分重要的地位，通过道路试验可以分别评价汽车的耐久性、舒 适性和安全性等个方面，同时考察各个系统和总成的性能。” 实车道路采谱试验就是为了得到汽车在实际道路行驶中的载荷（应变、加速度、力等信息），在该车的实际运用地区的公路以及 试验场进行的实车道路试验。实车道路试验在汽车开发过程中占有 十分重要的地位，通过道路试验可以分别评价汽车的耐久性、舒适 性和安全性等个方面，同时考察各个系统和总成的性能。 道路试验是汽车开发过程中不可或缺的重要阶段，它包括在高 速公路、普通路面、恶劣道路以及各种特殊路面上的测试，是一种 检验汽车性能的有效手段。由于西方国家的路面条件与我国实际情 况存在较大差异，因而难以参考国外引进的试验规范和试验路面谱，例如福特公司的JerryZ. Wang和Mark W. Muddiman等人曾于1996 年至1997年对中国用户道路载荷谱与福特公司在美国和比利时的试车场道路载荷谱进行了比较研究，发现在国外某种道路路面上不会

发生故障的零部件却在国内出现刚度强度问题。另外我国幅员辽阔，各地道路情况差异较大，因而也有必要对典型地区道路载荷谱进行 分析，找出其与试车场道路载荷谱对应关系，可为制定适合我国的 试验谱系及规范提供理论依据和有效参数。将地区道路等效成试车 场道路不同路段混合而成的组合路段，即得到地区道路与试验场道 路载荷谱的当量关系，就可在试车场按一定比例混合各种路面来再 现目标用户地区道路载荷输入，进一步扩展外推后，便可了解较长 里程后的损伤情况，达到加速试验的目的。 JerryZ. Wang和Mark W. Muddiman等人曾于1996年至1997 年对中国用户道路载荷谱与福特公司在美国和比利时的试车场道路 载荷谱进行了比较研究，发现在国外某种道路路面上不会发生故障 的零部件却在国内出现刚度强度问题。另外我国幅员辽阔，各地道 路情况差异较大，因而也有必要对典型地区道路载荷谱进行分析， 找出其与试车场道路载荷谱对应关系，可为制定适合我国的试验谱 系及规范提供理论依据和有效参数。将地区道路等效成试车场道路 不同路段混合而成的组合路段，即得到地区道路与试验场道路载荷 谱的当量关系，就可在试车场按一定比例混合各种路面来再现目标 用户地区道路载荷输入，进一步扩展外推后，便可了解较长里程后 的损伤情况，达到加速试验的目的。 道路采谱试验所采集参数，主要取决于路面不平度，所谓路面 不平度它表征的是道路表面对于理想平面的偏离，它具有影响车辆 动力性、行驶质量和路面动力载荷三者的数值特征。如卵石路、凹 坑路、扭曲路、鱼鳞路和搓板路等典型路况路的路面不平度是不一 样的。面不平度按波长可分为：长波、短波和粗糙纹理三种类型。 其中长波引起车辆的低频振动，短波引起车辆的高频振动，而粗糙

车辆道路模拟试验系统

车辆道路模拟试验系统 随着我国汽车工业的迅猛发展，尤其是我国加入WTO后，伴随着新的《汽车产业发展政策》以及《缺陷汽车产品召回管理规定》的出台，汽车工业面临着新的机遇和挑战，努力提高汽车整车质量和加快新车型的研发速度是汽车工业的唯一出路，这不仅对汽车工业提出了更高的要求，同时也对试验设备制造业提出了新的课题，如何更加逼真的模拟道路试验并缩短试验时间以缩短新车型的研发周期成了汽车工业和试验设备制造业的共同追求。 1．道路模拟试验的发展和回顾 从1886年世界第一辆真正意义的汽车诞生以来，汽车工业走过了一百多年的发展历程。汽车的诞生彻底改变了人民的生活，同时对汽车也提出了新的要求：行驶寿命、行驶安全等等，如何更好的提高汽车的行驶寿命，同时又要降低成本成了汽车研发工程师的追求，于是提出了全历程的道路试验——试车场跑道跑车试验，通过试验为汽车研发工程师提供了宝贵的设计更改依据，但随着汽车工业的进一步发展，汽车工业的竞争日趋激烈要求汽车制造商必须更快的推出新一代的车型，才能保证在激烈的市场竞争中立于不败之地，于是到了20世纪60年代出现了室内台架模拟试验。 1.1简单路面模拟 道路试验经历了漫长的发展历程，即使到了今天在汽车工业发展相对落后的中国仍在使用这种方法，这种方法存在着先天的缺点：试验结果受天气以及驾乘人员等因素的影响较大，试验结果的精度以及重复性较差，试验周期长。到了20世纪60年代，汽车的设计和试验随着电液伺服闭环技术的日趋成熟逐渐由静态力学试验模式发展到动态特性的研究，1962年美国通用汽车公司凯迪拉克轿车部提出了委托美国MTS公司设计制造一台汽车道路模拟机的计划，经过双方密切合作于1965年制造完毕并投入使用，这就是世界上第一台汽车道路模拟机。其输入信号是这样获得的：对安装在车身上的加速度传感器测得的加速度信号进行两次积分获得车身对路面的绝对位移，通过安装在车身两侧的测试轮测量测试轮与汽车车身的相对位移，二者的差就是路面高程在时间历程上的波形，即汽车道路模拟机的输入信号，但这种方法存在其很大的缺点：轮胎的包容性未能被模拟；存在轨迹误差。 1.2 有效路面模拟 为了克服简单路面模拟技术试验技术上的缺点：汽车试验技术工程师经过分析和研究，提出了有效路面模拟技术，其原理是：将汽车看作是由轮胎包容特性的车轮悬上和悬下串联组成的二自由度系统，其运动的微分方程如下： K T（Z RE-Z W）+C T（Z RE-Z W）+M W Z W+F S=0 (1)

线控转向 汽车强化试验路面模拟试验台架设计

第24卷第6期Vol 124,No 16 西华大学学报#自然科学版Journal of Xihua University #Natural Science 2005年11月Nov 12005 文章编号:1673-159X(2005)05-0001-05 收稿日期:2005-07-25 基金项目:四川省汽车工程重点实验室资助项目(Z01335);绵阳经开区孵化器资助项目(Z05203012)。 作者简介:孙仁云(1965-),男,四川省开江县人,西华大学交通与汽车工程学院教授,在读博士,主要从事汽车性能测试和汽车电子控制技 术等方面的研究。 汽车强化试验路面模拟试验台架设计 孙仁云1,徐延海1,李平飞1,高建荣2 (1.西华大学交通与汽车工程学院,四川成都610039;2.成都四威电子股份有限公司,四川成都610091) 摘 要:现代室内整车道路模拟试验方法及设备日趋完善,各种汽车模拟试验台能够方便、快捷、安全地检测汽车相关性能指标。针对现有道路模拟系统试验台的不足,提出了一种基于滚筒、液压控制系统和相关机构等构成的能够模拟车辆强化试验路面的试验台,对该试验台台架的结构和试验适应性进行了分析,设计了试验台架,阐述了设计方法和重要参数计算方法。该试验台能够模拟车辆强化试验的碎石路、搓板路及扭曲路面,且试验过程中安全、操作方便、自动化程度较高,适应性强,进一步开发可生产出产品。 关键词:汽车试验;路面模拟;试验台架 中图分类号:U 46113;U 463152 文献标识码:A Design of Simulating Test Bench for Motor Vehicles on S trengthened Test Pavement S UN Ren -yun,X U Yan -hai ,LI Ping -f ei ,GA O Jian -rong (1.S chool of T ransportation and Automobile Engineering,Xihua University,Chengdu 610039China; 2.Chengdu Siw ei Electronic Co.Ltd.Chengdu 610091China) Abstract:The method and equipment of the simulating road test for motor vehicles in modern laboratory are more perfect day by day.Every simulating road test bed of a motor vehicle can examine the relev ant performance figures of the motor conveniently,rapidly as w ell as safely.Aiming at the shortages of those ex isting simulating road test beds,a test bed of motor vehicles for simulating the strengthened test pavement is brought forw ard,w hich consists of the rollers and the hydraulic pressure system and the relative mechanisms and so on.T he structure of the test bench and the test adaptability are analyzed,and the test bench is designed,and its design method and a calculation technique of those key parameters are expounded.This test bed can simulate a m acadam pavement,a w ashboard pavement and a torture pavement to fulfill a strengthened test of an automobile,and there are better performances in security and operational facility and automaticity and test adaptability.The product for a practical test system w ith the application of the system can be further developed. Key words:motor vehicle test;test pavement simulating;test bench 0 引言 汽车道路试验虽能全面地反映汽车的性能,但需要特定的场地,且颇费时间和财力,因此,上个世纪60年代发展了一种在室内对整车进行道路模拟试验,此方法及设备随着现代随机理论、控制技术及 计算机技术的迅速发展,日趋完善,如模拟汽车行驶 过程中路面不平度、转向、制动、环境影响以及研究悬架特性的道路模拟系统等等,各种模拟试验台不断研制出来,并投入实际应用[1-5] 。根据道路模拟系统对被试验车辆的输入结构形式,试验台主要有

道路模拟介绍

多通道轮耦合道路模拟台详细说明： 一、多通道轮耦合道路模拟台系统功能 车辆道路模拟试验系统用来完全或局部模拟整车道路行驶时的振动环境，模拟汽车在不同路面条件下的行驶状况，能够进行整车、车厢、车架及车载设备等耐久性试验；进行车厢、机架及车载设备的动态响应（加速度、应变等）测试。 车辆道路模拟试验系统可以进行以下类型试验： ●整车道路模拟试验。 ●根据道路试验测试得到车辆上的位移、加速度、应变数据，可在道路模 拟系统上复现载荷谱。 ●车身耐久性试验。 ●在实际车辆上进行的部件振动测试。 车辆道路模拟试验系统可以进行以下波形的试验： ●由实际道路试验数据产生的时间历程曲线及压缩、强化后的路谱。 ●频谱再现。 ●周期正弦、随机波形以及正弦扫频波形。 车辆道路模拟试验系统可以模拟的道路类型： 一般路面及平滑路面、山区路面、凸凹不平路、比利时路面、扭曲路、搓板路、沟渠、越野路面等。 试验车辆安装方法： 试验车辆行驶到车辆道路模拟试验系统上，车辆的六个车轮分别放置在六个作动器上端部的车轮托盘上，能用车轮固定卡具或其他约束装置固定轮胎。 二、多通道轮耦合道路模拟台系统组成 整个系统由如下几部分组成： 机械系统 机械系统包括伺服作动器附件、上车装置、基础与预埋件等。 液压系统 液压系统主要包括作动器和液压源两个部分。 1）伺服作动器 作动器包括以下几个组件： ●低摩擦伺服作动器 ●三级伺服阀 ●连接阀块 ●位移传感器 ●压差传感器 ●预载装置 2）液压源 液压源包括： ●液压泵站，含冷却单元 ●分配器 ●管路系统 控制系统 控制系统从功能上分为伺服控制系统和振动控制系统两部分。 1）伺服控制系统

重型车整车道路模拟试验

重型车整车道路模拟试验 中国重汽技术中心柴春正王政于林涛李文英任松茂赵洁绪辉 [摘要] 道路模拟试验是在试验室模拟路面振动最先进的试验方法之一。本文在以重型车为试验对象，完成了从道路谱采集到获取满足精度要求的最终驱动信号的整个道路模拟试验过程。采用轮耦合连接，可以有效地防止车轮跳离托盘平面，消除由此而产生的非线性环节。详细介绍了数据编辑处理的方法，采用数字滤波消除趋势项、毛刺和偏移等。通过设置合适的红白噪声参数获取精确的系统模型，总结出了频响函数FRF、紧固件松动或脱落、作动器的伺服阀性能三大影响迭代质量的因素及其解决措施。 主题词：整车道路模拟，作动器，轮耦合连接，系统识别，迭代 引言 普通公路试验虽能真实反映汽车的实际使用状况，但需要消耗大量的人力和物力，而且试验周期长，试验条件很难控制。为此，人们修建了集中各种苛刻路面的汽车试验场。汽车试验场虽能在一定程度上节约了时间，加速了试验的进程，但仍不能满足日益发展的汽车工业的需要。随着液压伺服设备和数字式程序控制器的产生，人们逐步建立了汽车室内道路模拟试验的方法。 汽车室内道路模拟试验运用的是RPC (Remote Parameter Control) 远程参数控制技术，其原理是将汽车近似看作一个控制系统，将车辆在室外道路行驶时的原始响应信号作为室内模拟试验所需要的期望信号，然后计算系统的频率响应函数，由此求得模拟试验的初始驱动信号；由于试验系统是非线性的，而上述频响函数矩阵的测定是基于系统为线性的，需要通过迭代逐渐修正初始驱动信号，从而得到模拟路面行驶所需的最终驱动信号。 本文在国内首次以重型车为试验对象，在安徽定远国家汽车试验场进行信号采集，对信号进行编辑、识别和迭代，尝试将前人在轿车、轻型车上的经验和方法移植到重型车上，全面分析重型车在道路模拟方面的特点。具体工作涉及载荷谱的采集、轮胎耦合连接、道路谱的加速处理、系统识别和目标仿真。 1载荷谱的采集 我们去安徽定远国家汽车试验场进行载荷谱的采集，试验车辆为6×4牵引头重型载货车，该试验车辆经过2000公里磨合，试验状况良好，满载工况。试验路段为上坡、下