基于跌落试验七自由度车辆模型的车辆参数识别方法

摘要

本发明公开了一种基于跌落试验七自由度车辆模型的车辆参数识别方法，包括以下步骤：1）在车辆上设定至少6个测点，2）在车辆为空载的情况下进行跌落试验3）在车身质心位置处、在质心左右对称的位置以及质心前后对称的位置增加重物后进行跌落试验获得加速度信号；4）获得汽车的模态参数；5）识别物理参数。通过上述方式，本发明试验方法简单，对设备的要求不高，估算得到高精确的物理参数，通过估算的物理参数做的仿真响应与测试得到的响应吻合好。

主权项

一种基于跌落试验七自由度车辆模型的车辆参数识别方法，其特征在于，包括以下步骤： 1）在车辆上设定至少6个测点，第一测点和第二测点分别设于距离车身质心两侧最大距离处，第三测点设于车身的纵向中心线与车身的前轴的交点处，第四测点设于车身的纵向中心线的尾部，第五测点设于车身质心处，第六测点设于车身上无任何测点的任一位置；2）在车辆为空载的情况下，通过四个轮胎跌落试验、前或后轮胎跌落试验及左或右轮胎跌落试验获得各测点的加速度信号；3）在车身质心位置处、在质心左右对称的位置以及质心前后对称的位置增加重物，并分别通过步骤2）中的三种跌落试验获得加速度信号；4）利用基于状态变量模态参数时域识别方法和步骤2）与步骤3）识别所得的各加速度信号，获得汽车的模态参数，模态参数包括车身的垂向振动频率、俯仰振动频率、侧倾振动频率、以轮胎振动为主的垂向振动、俯仰振动、侧倾振动、扭转振动的频率以及七个模态频率所对应的阻尼比；5）识别物理参数，物理参数包括质量参数、刚度参数、阻尼参数以及尺寸参数，所述尺寸参数通过测量获得，所述质量参数、刚度参数以及阻尼参数通过七自由度车辆模型进行识别；七自由度车辆模型识别的方法包括以下步骤：a、将步骤4）识别的固有频率和阻尼比作为输入；b、设定粒子群算法的种群个数为n，在给定的参数范围内随机初始化n组物理参数记为，和物理参数变化的增量，表示初始化汽车系统第i组物理参数，为物理参数所对应的增量；利用初始化的汽车系统的n组物理参数，计算空载、只增加车身质量、增加车身质量和侧倾转动惯量及增加车身质量和俯仰转动惯量的情况下的系统模态参数，上述四种情况所对应的系统的无阻尼固有频率和阻尼比分别记为、、、、、、、，再用公式计算试验模态参数与计算模态参数的误差；其中，为加权系数，比较n组参数计算得到的误差，其中最小误差所对应的一组参数记为局部最优参数pbest和全局最优参数gbest，将最小误差记为局部最优的误差Jpbest，全局最优的误差Jgbest；c、利用公式和，更新物理参数和物理参数的增量；判断更新后物理参数是否在其对应的搜索区间，若小于其最小值应取为最小值，若大于其最大值应取为最大值；按步骤b的方法计算每组物理参数所对应的误差值，把n组中误差最小的一组的参数记为pbest，把n组的最小误差记为Jpbest，比较Jpbest与Jgbest的值，如果Jpbest比Jgbest小，应将pbest的参数赋值给gbest，如果Jpbest比Jgbest大，就继续下一步骤；d、判断全局最优的误差是否小于设定的允许误差或搜索次数是否大于最大搜索次数，如果全局最优的误差小于设定的允许误差或是搜索次数大于最大搜索次数就终止程序并输出全局最优的参数，相反则回到步骤c；e、搜索过程结束，输出全局最优物理参数；步骤c中表示第j组物理参数增量的第i个分量，表示第j组物理参数的第i个分量，和为加速常数；表示局部最优参数的第i个分量，表示全局最优参数的第i个分量；表示一个0到1的随机数。