基于Matlab/Simulink/Dsp的廂式半掛車實時道路仿真

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　　最終的分析系統(tǒng)模型如圖5所示。在整個模型建立中，主要使用Simulink庫中的Band2LimitedWhiteNoise、Sum、 Integrator、Gain、Transport Delay、Mux、State2Space、Demux、Derivative、Scope等模塊以及DSP block set庫中的Buffer、Rms、Yule Walker Method、Short Time Spectrum、Power Spectral Density等模塊。系統(tǒng)模型的外部模塊主要實現(xiàn)實時加速度均方根值計算和PSD功率譜密度曲線在線輸出顯示等。

　　四、仿真與試驗結(jié)果對比

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　　試驗在不同等級路面上進(jìn)行，車輛參數(shù)選取與仿真一致，為滿載20t的廂式半掛車。車輛勻速行駛過程中，采用LMSDIFA數(shù)據(jù)采集前端，實時提取粘貼在車架上的ICP加速度傳感器信號，最后用LMS Testlab測量分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)實時分析和存儲。數(shù)據(jù)處理可以得到各級路面下的加速度均方根值等評價參數(shù)，為對比分析與設(shè)計提供有益的參考。

　　為使測量的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于012，記錄的時間歷程數(shù)據(jù)總長度需滿足平均次數(shù)Nd>25次的要求。

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　　輸入滿載行駛時廂式半掛車的結(jié)構(gòu)性能參數(shù)以及路面參數(shù)，通過Scope和Display模塊可以看出該車各個自由度處的垂直加速度時間歷程與均方根值。仿真選用與試驗一致的參數(shù)，如表2所示。其中α為常數(shù)，是所選路面的空間頻率；ρ為常數(shù)；v為車速。

表2 路面參數(shù)

　　以C級路面下實車測試與仿真計算的加速度均方根值為例，給出結(jié)果如表3所示。

表3 隨機(jī)路面加速度輸出響應(yīng)

　　從表3結(jié)果來看，仿真模型響應(yīng)計算結(jié)果與實車試驗結(jié)果比較接近，二者在誤差允許范圍內(nèi)是一致的，說明該模型作為初步的模擬和預(yù)估是可行的，應(yīng)由此可見路面的模擬也是切實有效的。產(chǎn)生誤差的重要原因是本模型自由度較少且空氣彈簧的非線性阻尼和剛度的影響較大，同時路面使用情況較為復(fù)雜，不完全符合等級要求。

　　五、結(jié)論

　　建立基于系統(tǒng)仿真軟件Matlab/Simulink/Dsp的廂式半掛車實時道路仿真模型，通過實車試驗，驗證了模型的可靠性。為空氣懸架等部件在半掛車設(shè)計與匹配中的應(yīng)用提供了有利的工具，并可作為脈沖輸入試驗等其他動力學(xué)試驗的仿真使用。

　　通過計算結(jié)果分析，設(shè)計者可以明確懸架參數(shù)對于廂式半掛車動態(tài)響應(yīng)的影響，改進(jìn)設(shè)計系統(tǒng)中的關(guān)鍵參數(shù)，以獲得更好的動態(tài)性能。利用可靠的仿真模型，重現(xiàn)相同條件下的仿真試驗，可以檢驗并優(yōu)化空氣懸架等部件參數(shù)，從而縮短開發(fā)設(shè)計周期，節(jié)約成本。