[发明专利]悬架部件在环实时仿真试验系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆悬架部件性能测试系统，具体的说是一种悬架部件在环实时仿真试验系统，它通过将悬架部件实物与车辆实时动力学模型进行闭环连接来进行实时仿真试验。

背景技术

在车辆研发过程中，动力学分析是一种有效的手段。对于一些结构简单、影响因素较少的部件，对其进行动力学建模往往可以到达满意的精度。然而，对一些结构复杂、影响因素较多、具有强非线性的部件，建模可能遇到很大困难；如果单纯追求方法，提高模型精度，一方面使得关心部件的动力学模型非常复杂，因此模型求解极其缓慢，从而无法满足整车动力学仿真的需要；另一方面，对于一些复杂的结构及影响因素，动力学建模时往往无法找到合适的表达方法，从而对这些因素进行简化，有些简化将带来较大的误差。对于一些结构复杂的悬架部件，工程上往往在试验台架上按照某些规范测得该部件的外特性，然后，使用该部件的外特性进行仿真分析。这在一定程度上满足了动力学仿真分析的需要。然而，该方法也有一定的局限性，一方面，悬架部件的测试工况往往和其真实的运动工况存在差异，因此，台架试验测试的部件外特性往往和其在真实运动状态下的性能有较大的差异；另一方面，一些特殊的悬架部件，如空气弹簧、油气悬架、液压限位减振器、位移相关减振器、阻尼可调减振器等，这些悬架部件的性能影响因素繁多，很多还配置了控制单元，因此，这些部件的性能很难通过台架试验来测试它们的外特性。悬架部件在环实时仿真试验系统将待研究悬架部件实物与车辆实时动力学模型结合起来，将用来解决上述难题。

发明内容

本发明的目的是要提供一种悬架部件在环实时仿真试验系统，该试验系统实现了悬架结构中难以进行建模的部件（如轮胎、空气弹簧、普通减振器、阻尼可调减振器，油气弹簧等以及上述部件的组合单元）与车辆实时动力学模型的闭环实时仿真试验，该试验系统在一定程度上解决了一些难以进行精确建模的悬架部件进行整车动力学仿真的问题，因此，该试验系统对于研究悬架部件的性能及其与整车的匹配具有重要意义。

本发明的目的是这样实现的，该系统包括车辆实时动力学模型、悬架部件在环实时仿真试验控制系统和悬架部件实物试验台架,所述的悬架部件在环实时仿真试验控制系统用于实现车辆实时动力学模型和悬架部件实物试验台架的通信连接及控制；其中，在第一个仿真步长，车辆实时动力学模型将悬架部件的运动状态输入到悬架部件在环实时仿真试验控制系统中，悬架部件在环实时仿真试验控制系统通过其内部各个控制模块（信号采集与处理系统、车辆模型与悬架部件通信接口、伺服控制系统以及悬架部件在环实时仿真试验校正系统）的协同作用解算得到应输出给悬架部件实物试验台架的伺服控制指令，该伺服控制指令输送给悬架部件实物试验台，悬架部件实物试验台测量悬架部件在加载时产生的力信号，悬架部件实物试验台将力信号输出给悬架部件在环实时仿真试验控制系统进行信号采集及处理，最后反馈给车辆实时动力学模型，由此，车辆实时动力学模型结算悬架部件下一个仿真步长的运动状态，从而依次完成每一个仿真步长的计算。

所述的车辆实时动力学模型由待研究悬架部件接口、不包括待研究悬架部件的车辆实时动力学模型、待研究悬架部件运动状态输出接口以及待研究悬架部件力反馈输入接口构成；所述的待研究悬架部件接口用于接收待研究悬架部件力反馈输入接口输入到车辆实时动力学模型的力信号，并将该力信号输入到不包括待研究悬架部件的车辆实时动力学模型进行实时动力学计算；待研究悬架部件运动状态输出接口用于将待研究悬架部件的运动状态输入到悬架部件在环实时仿真试验控制系统。

所述的悬架部件在环实时仿真试验控制系统由人机操作显示界面、悬架部件闭环实时评价系统、信号采集与处理系统、车辆模型与悬架部件通信接口、伺服控制系统以及悬架部件在环实时仿真试验校正系统构成；

①、所述的人机操作显示界面用于试验人员对悬架部件在环试验进行试验控制、参数设置、数据显示及回放等。

②、所述的悬架部件闭环实时评价系统用于试验人员对悬架部件在环实时仿真试验结果进行数据分析、结果评价并根据试验结果对悬架部件的性能给出改进建议。

③、所述的信号采集与处理系统对待研究悬架部件运动状态输出接口输入的待研究部件运动状态信号、悬架部件实物试验台3输入的位移传感器信号进行调制和处理。

④、所述的车辆模型与悬架部件通信接口用于实现车辆实时动力学模型和悬架部件实物试验台架的实时通信。

⑤、所述的伺服控制系统用于对悬架部件实物试验台架进行电液伺服控制。

⑥、所述的悬架部件在环实时仿真试验校正系统用于对伺服控制系统产生的伺服控制指令进行整定和校正。