一种AMT执行机构三自由度振动疲劳试验方法

摘要

本发明公开了一种AMT执行机构三自由度振动疲劳试验方法，步骤为：1.采集汽车实际行驶时各加速度传感器的响应信号和AMT换挡信号；2.对加速度信号进行处理，获得期望响应信号；得取换挡次数和换挡规律；3.计算装置的频率响应函数；4.计算液压伺服直线激振器初始驱动信号；5.计算误差对应的驱动信号修正量；当响应误差≤5%时，记录最终驱动信号；6.AMT以第2步统计出的换挡次数和换挡规律进行换挡，以最终驱动信号为输入进行AMT执行机构振动疲劳试验。该方法能模拟AMT执行机构和控制系统在实际行驶时的垂直位移、侧倾和俯仰三个自由度的运动，从而在室内对AMT执行机构可靠性进行准确快速的考核。

主权项

一种AMT执行机构三自由度振动疲劳试验方法，其特征在于，在该方法中采用了一种AMT执行机构三自由度振动疲劳试验装置，该试验装置包括地基安装平板、AMT安装支撑平板和三个液压伺服直线激振器；三个液压伺服直线激振器的底端与地基安装平板采用平面铰连接，三个液压伺服直线激振器与地基安装平板的连接点均布在地基安装平板的一个圆周上；三个液压伺服直线激振器的顶端与AMT安装支撑平板采用球铰连接，三个液压伺服直线激振器与AMT安装支撑平板的连接点均布在AMT安装支撑平板的一个圆周上；该方法包括如下步骤：(1)、将加速器传感器安装在实车安装悬置与AMT本体连接处，在汽车试验场采集汽车实际行驶时各加速度传感器的响应信号和AMT换挡信号；(2)、对采集的加速度信号进行滤波、剔除奇异值和趋势项预处理，获得期望响应信号y_d(t)，y_d(t)为3×1矩阵；对采集的AMT换挡信号进行统计分析，统计出试验场可靠性试验过程中各档位的换挡次数及换挡规律；(3)、将AMT本体通过AMT安装支座安装在AMT安装支撑平板的上方，通过计算机控制系统控制各液压伺服直线激振器分别输出白噪声信号x_n(t)激励试验装置，收集各加速度传感器的响应信号y_r(t)，按式(1)计算系统的频率响应函数H(f)；$H\left(f\right)=\frac{G_{\mathrm{xy}}\left(f\right)}{G_{\mathrm{xx}}\left(f\right)}---\left(1\right)$式中：G_xx(f)—白噪声信号x_n(t)的自功率谱密度；G_xy(f)—白噪声信号x_n(t)与加速度传感器响应信号y_r(t)之间的互功率谱密度；H(f)—加速度传感器与液压伺服直线激振器之间的频率响应函数，为3×3矩阵；(4)、以期望响应信号y_d(t)为模拟目标，根据式(2)和(3)计算液压伺服直线激振器初始驱动信号：X₀(f)＝H^‑1(f)Y_d(f)    (2)x₀(t)＝IFFT[X₀(f)]    (3)式中：H^‑1(f)—H(f)的逆矩阵；Y_d(f)—期望响应信号y_d(t)的傅里叶变换；x₀(t)—液压伺服直线激振器初始驱动信号；X₀(f)—液压伺服直线激振器初始驱动信号x₀(t)的傅里叶变换；(5)、以初始驱动信号驱动液压伺服直线激振器，同时采集各加速度传感器的响应信号y₀(t)，用式(4)、(5)、(6)、(7)计算时域响应和频域响应平均误差，用式(8)和(9)计算误差对应的驱动信号修正量：e_t(t)＝y_d(t)‑y₀(t)    (4)E_f(f)＝Y_d(f)‑Y₀(f)    (5)e(t)＝0.5×e_t(t)+0.5×e_f(t)    (7)X_e(f)＝H^‑1(f)E(f)    (8)x_e(t)＝IFFT[X_e(f)]    (9)式中：e_t(t)—时域响应误差信号；Y₀(f)—y₀(t)的傅里叶变换；E_f(f)—频域响应误差信号；e_f(t)—频域响应误差信号E_f(f)的逆傅里叶变换；e(t)—时域响应和频域响应平均误差；E(f)—e(t)的傅里叶变换；x_e(t)—误差对应驱动信号；X_e(f)—x_e(t)的傅里叶变换；修正驱动信号为x₁(t)＝x₀(t)+x_e(t)；以修正驱动信号x₁(t)作为驱动，不断重复前面的过程进行迭代，并以式(10)实时计算误差值e_n，当各加速度传感器响应误差≤5％时，记录最终驱动信号；$e_n=(0.5\times \frac{\sqrt{\underset{t}{\Sigma }{\left(y_d\left(t\right){-y}_n\left(t\right)\right)}^2}}{\sqrt{\underset{t}{\Sigma }{y}_d^2\left(t\right)}}+0.5\times \frac{\sqrt{\underset{f}{\Sigma }{\left(Y_d\left(f\right){-Y}_n\left(f\right)\right)}^2}}{\sqrt{\underset{f}{\Sigma }{Y}_d^2\left(f\right)}})\times 100\%---\left(10\right)$式中：e_n—第n次迭代误差值；y_n(t)—第n次迭代采集的响应信号；Y_n(f)—y_n(t)的傅里叶变换；(6)、AMT以第(2)步统计出的换挡次数和换挡规律进行换挡，同时以最终驱动信号为输入进行AMT执行机构振动疲劳试验。