基于电液伺服道路模拟实验台的路面谱再现控制

论文摘要

随着电液伺服道路模拟试验技术在汽车零部件的可靠性和耐久性研究方面得到广泛的应用,现已成为汽车工业的一项主要试验项目。通过道路模拟试验可以在试验室内再现汽车的主要部件甚至整车在道路上行驶的运行工况,从而研究车辆对道路不平度激励的响应及其耐久性试验,达到缩短产品的开发周期以及降低开发成本的目的,是加速新车型开发、提高产品质量的有效手段。本文依托“汽车学院“211”重点学科建设项目”——道路模拟试验台建设,以武汉理工大学汽车工程学院建设的国产四通道道路模拟试验台为研究对象,采用理论分析、计算机模拟仿真与实物试验相结合的方法。首先介绍了论文的研究背景和道路模拟试验台的应用以及国内外发展情况;论述了道路模拟试验台目前存在的问题和今后的发展趋势;对道路模拟试验台的组成及其控制方法进行了简要的概述。然后在对路面统计特性分析基础上,分析和比较几种目前常用的路面不平度的统一数学模型的模拟方法,提出了适用于电液伺服道路模拟试验台的目标路面不平度信号数学模型的模拟方法。通过对常用的辨识信号进行分析和对比试验,选择适用于试验系统的驱动辨识信号,同时利用相关的频谱分析理论对电液伺服道路模拟试验台模型的频响函数进行辨识并对其辨识误差进行分析,对系统的模型的频响函数进行较精确的辨识。最后对试验台进行单输入单输出控制系统的迭代控制研究,使得路面不平度能在保证一定的精度情况下较好地在试验台上再现,达到室内模拟振动的目的。本文对电液伺服道路模拟试验台的路面谱再现控制总体实施方案进行系统研究,初步建立了一套以远程参数控制方法(RPC)为基础的道路模拟控制方法。为日后相关试验工作的开展提供经验和工作参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 当前汽车可靠性试验方法概述
• 1.2.1 室内道路模拟实验
• 1.2.2.1 频域控制方法
• 1.2.2.2 时域控制方法
• 1.2.2.3 方法比较
• 1.3 电液道路模拟技术国内外发展状况
• 1.3.1 电液道路模拟技术国外状况
• 1.3.2 电液道路模拟技术国内状况
• 1.4 本文研主要究目标和内容
• 1.4.1 本文研究目标
• 1.4.2 本文主要研究内容
• 第2章 道路模拟实验系统
• 2.1 道路模拟系统概述及组成
• 2.1.1 道路模拟系统组成及原理
• 2.1.2 电液伺服作动器
• 2.1.3 液压伺服油源
• 2.1.4 分油器与管路系统
• 2.1.5 全数字伺服控制系统
• 2.2 道路模拟试验系统的工作原理
• 2.2.1 道路模拟的多输入多输出系统
• 2.2.2 RPC技术的工作原理
• 2.2.3 RPC技术的工作步骤
• 2.3 道路模拟试验的发展水平和存在问题
• 2.4 本章小结
• 第3章 目标路面随机信号的生成
• 3.1 路面不平度的统计特性分析
• 3.1.1 路面不平度的功率谱密度
• 3.1.2 路面不平度的空域谱和时域谱转换
• 3.2 路面不平度模型的建立
• 3.2.1 采用谐波叠加法来进行路面不平度的模拟
• 3.2.2 采用伪白噪声法来进行路面不平度的模拟
• 3.2.3 采用逆变换法来进行路面不平度的模拟
• 3.3 模拟结果分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 道路模拟实验系统辨识
• 4.1 频率响应函数及其估计
• 4.2 相干函数
• 4.3 功率谱密度函数的估计
• 4.4 泄漏及加窗处理
• 4.5 辨识输入信号的选择
• 4.5.1 辨识信号的种类
• 4.5.1.1 有限带宽白噪声随机信号
• 4.5.1.2 快速扫频正弦信号
• 4.5.1.3 伪随机信号
• 4.6 辨识结果与误差估计分析结果分析
• 4.7 本章小结
• 第5章 脱机迭代与试验结果评价
• 5.1 迭代方法与步骤
• 5.2 迭代停止条件
• 5.3 迭代结果评价与分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录1:攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢