汽车动力总成惯性参数辨识与实验测试研究

论文摘要

精确获取汽车动力总成惯性参数是发动机悬置系统设计的重要前提之一。本文先分析了现有的惯性参数测试方法,之后提出了一种基于三线扭摆测试惯性参数的方法,并对此方法进行了相关误差的分析,同时以一款动力总成为实例,测量了惯性参数,从而验证了三线扭摆测试惯性参数方法的有效性。为保证被测刚体的质心落在三线摆的扭摆轴线上,本文采用了改进三线扭摆测试惯性参数的方法同时应用万向节悬吊的方式加以实现。通过坐标变换(坐标变换中的数据由测量的坐标点计算得到)来处理测试数据,坐标点由三坐标测量,由于三坐标测试具有较高的精度,因而数据处理的精度也比较高。实验方法中容易引起误差的环节较多,但是可以根据最小二乘原理进行逐级误差估计和控制。通过误差分析、长方体质量块实验验证和大量的汽车动力总成惯量参数识别实验,证明了该方法的实用性和可靠性。最后通过一个动力总成惯性参数的测试与分析结果,表明基于本文测试方法和数据处理方法,具有较好的测试重复性和测试精度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 惯性参数辨识与试验方法
• 2.1 惯性参数辨识计算方法
• 2.2 惯性参数辨识试验方法
• 2.2.1 单线扭摆法
• 2.2.2 复摆法
• 2.2.3 三线扭摆法
• 2.3 本章小结
• 第3章 改进三线摆系统惯性参数的辨识
• 3.1 三线摆结构改进
• 3.2 改进的三线摆测试惯性参数原理
• 3.2.1 坐标系定义
• 3.2.2 改进三线摆系统动力总成质心辨识原理
• 3.2.3 改进三线摆系统动力总成转动惯量辨识原理
• 3.2.4 改进三线摆系统惯性积的辨识原理
• 3.2.5 坐标转换关系
• 3.3 本章小结
• 第4章 改进三线摆系统的构成
• 4.1 实验系统
• 4.2 惯性参数辨识的流程
• 4.2.1 质心测试流程
• 4.2.2 转动惯量测试流程
• 第5章 实验系统参数的标定
• 5.1 三线摆系统参数标定辨识
• 5.2 三线摆参数标定实验步骤与结果
• 5.3 标定参数检验
• 第6章 辨识系统的误差分析
• 6.1 误差来源
• 6.2 计算误差分析
• 6.2.1 质心测试与计算误差分析
• 6.2.2 转动惯量测试与计算误差分析
• 第7章 实验测试动力总成惯性参数
• 7.1 发动机惯性参数测试流程
• 7.1.1 发动机参考坐标系的定义
• 7.1.2 发动机质心测试
• 7.1.2.1 测试流程
• 7.1.2.2 计算误差分析
• 7.1.3 发动机转动惯量测试
• 7.1.3.1 测试流程
• 7.1.3.2 发动机转动惯量测试与计算误差分析
• 7.2 变速器惯性参数测试
• 7.2.1 变速器参考坐标系的定义
• 7.2.2 变速箱质心测试
• 7.2.2.1 测试流程
• 7.2.2.2 测试结果及误差分析
• 7.2.3 变速器转动惯量测试
• 7.2.3.1 测试结果及误差分析
• 7.2.3.2 变速箱转动惯量测试与计算误差分析
• 7.3 动力总成惯性参数测试
• 7.3.1 参考坐标系的定义
• 7.3.2 动力总成质心测试
• 7.3.2.1 测试流程
• 7.3.2.2 测试结果及误差分析
• 7.3.3 动力总成转动惯量测试
• 7.4 惯性参数合成数据与实测结果对比
• 7.4.1 惯性参数合成方法
• 7.4.2 质心位置的合成与对比
• 7.4.3 转动惯量与惯性积的合成与对比
• 7.5 本章小结
• 第8章 总结与展望
• 8.1 全文总结
• 8.2 不足和展望
• 参考文献
• 致谢