随机路面仿真模型的建立

ADAMS/CAR不同轮胎模型的整车平顺性分析实例在相同条件下，对使用不同轮胎模型的整车模型进行平顺性仿真。

仿真结束后，在后处理模块获得汽车底盘质心处x 、y 、z 三个轴向的加速度曲线。

为了确定路面引起汽车振动所在的频率范围，还需获取相应的加速度功率谱密度。

最后，求加速度加权均方根值，评价振动对人体的影响。

目录第一章、参考资料 (1)第二章、建模说明 (5)一、生成5.2.1前轮胎模型 (5)二、生成5.2.1后轮胎模型 (9)三、生成其他三个轮胎模型 (10)四、生成整车模型 (12)第三章、仿真分析 (16)一、平顺性仿真概述 (16)二、随机路面生成 (16)三、平顺性仿真条件设置 (16)四、仿真过程 (17)第四章、结果分析 (19)一、概述 (19)二、操作说明 (20)三、同等条件下，不同轮胎模型的汽车平顺性比较 (27)四、同等条件下，不同车速的汽车平顺性比较 (34)五、同等条件下，不同路面的汽车平顺性比较 (37)第一章、参考资料在ADAMS虚拟样机仿真软件中按照实际使用情况可将轮胎模型分为操作性分析轮胎模型、耐久性分析即3D接触分析轮胎模型以及摩托车用轮胎模型三大类。

由于本文中主要研究的是轮胎与路面间垂直力所引起的冲击振动情况，故应选用操纵性分析轮胎模型，其使用的是point follower的方式来计算轮胎由于路面不平激励所引起的垂直力。

在操纵性分析轮胎模型组中提供了MF-tyre、Pacejka ’89、Pacejka ’94、PAC2002、Fiala、5.2.1以及UA等轮胎模型，用户可以根据实际需要对模型数据进行修改。

通过修改软件自带的轮胎模型文件来生成轮胎模型能够保证车辆仿真要求的一致性，从而保证仿真结果的可靠性。

第二章、建模说明一、生成5.2.1前轮胎模型为建立轮胎模型，需先将acar共享文件中需要的轮胎数据复制到个人文件夹，本文进行汽车平顺性分析，适用于平顺性分析的轮胎模型有MF-tyre、Pacejka ’89、Pacejka ’94、PAC2002、Fiala、5.2.1以及UA等轮胎模型，本文选取4种类型：521_equation、mdi_fiala01、mdi_pac94、uat。

T NOLO GY TR N D[摘要]通过对GB7031-1986建议的公路路面功率谱密度的拟合表达式进行研究,可以得出采用谐波叠加法进行模拟得到的路面不平度所对应的功率谱密度可以很好地逼近目标谱的结论。

[关键词]谐波叠加;路面不平度;仿真在进行汽车动力响应分析和平顺性研究中,时域路面模型日益受到重视,因为路面输人模型能否准确的反映实际研究的路面对分析研究的准确性有着根本的影响。

所以,建立合理的路面输人模型是进行汽车平顺性和操稳性研究需首先解决的问题之一。

对于时域内的路面激励(也即路面不平度或高程)可以利用路面不平度数据和汽车行驶速度获得,获得方法有:1)试验测试方法;2)将给定的路面功率谱密度变换为路面不平度。

本文通过对GB7031-1986建议的公路路面功率谱密度的拟合表达式进行研究后,采用谐波叠加法进行模拟得到的路面不平度所对应的功率谱密度可以很好地逼近目标谱。

1路面不平度的功率谱密度的描述根据国际标准化组织文件,功率谱密度G q (n )可以用下式作为拟合表达式:G q (n )=G q (n 0)(n n 0)-W(1)式中,n 为空间频率,其带宽为[n 1,n 2],分别为有效频带的上限和下限,带宽的确定应保证汽车在一平均速度行驶时,不平度引起的振动要包括汽车振动的主要固有频率;n 0(0.1m -1)为参考空间频率;G q (n 0)为参考空间频率下的路面功率谱密度,称为路面不平度系数,数据取决于公路的路面等级;W 为频率指数,为双对数坐标上斜线的频率,它决定路面功率谱密度的频率结构,分级路面铺的频率指数W =2。

国际标准化组织提出了把路面的不平度分为8级。

表1列举出了部分等级路面的功率谱密度值及几何平均值。

表1路面不平度8级分类标准2谐波叠加算法模拟路面不平度2.1谐波叠加法模型的建立谐波叠加法是将随机激励表示成大量具有随机相位的正弦或余弦之和。

本文采用余弦谐波叠加法生成路面不平度仿真数据,其主要思想就是将路面不平度表示成大量具有随机相位的余弦级数之和。

基于Simulink的1/4车辆悬架建模及仿真作者：郑丽辉张月忠来源：《时代汽车》2020年第20期摘要：本文以1/4车辆悬架为研究对象，根据悬架动力学理论，建立动力學微分方程。

并在Matlab/Simulink环境下搭建路面激励模型和1/4悬架系统动力学仿真模型，对衡量悬架舒适性的车身加速度、悬架动行程、车轮动载荷三方面评价指标进行仿真研究，为悬架设计提供技术参考。

关键词：1/4车辆悬架舒适性仿真研究Modeling and Simulation of 1/4 Vehicle Suspension Based on SimulinkZheng Lihui Zhang YuezhongAbstract：The article takes 1/4 vehicle suspension as the research object， and establishes dynamic differential equations based on suspension dynamics theory. In Matlab/Simulink environment， a road excitation model and a 1/4 suspension system dynamics simulation model are built to simulate the three evaluation indexes of body acceleration， suspension dynamic stroke， and wheel dynamic load to measure the comfort of suspension， so as to provide technical reference for suspension design.Key words：1/4 vehicle suspension， comfort， simulation research1 引言车辆悬架连接车身与车轮，传递两者之间的作用力和力矩，并通过弹性元件和阻尼元件的相互作用衰减不平路面引起的车辆振动，提高车辆平顺性与舒适性。

第32卷第6期机电#$%&'()Vol.32,No.6 2019年11月Development&Innovation of M achinery&E lectrical P roducts NOV.,2019文章编号：1002-6673(2019)06-078-03基于Carsim的整车半主动悬架PID控制研究裴倩倩，秦忠，陈伟(云南国土资源职业学院，云南昆明650000)摘要：本文建立了七自由度整车半主动悬架系统的动力学模型，并提出了评价悬架性能的三个指标：车身加速度、悬架动行程、轮胎动载荷。

为了满足悬架的三个性能指标，本文在悬架的垂直、侧倾和俯仰三个方向上设计了三个PID控制器，并分配到汽车的四个作动器上%为了验证PID控制器的有效性，本文以随机粗糙路面为例，在Carsim中建立整车模型和路面模型，在Simulink中设计PID控制器，两者进行联合仿真。

结果表明，相比于被动悬架，PID半主动悬架可以保证汽车在行驶过程中的平顺性和乘客乘坐的舒适性％关键词：半主动悬架'PID；Carsim中图分类号：$463.33文献标识码：A doi:10.3969/j.iss/.1002-6673.2019.06.024Research on PID Control of Vehicle Semi-active Suspension Based on CarsimPEI Qiaa-Qiaa,QIN Zhong,CHEN Wei(Yunnan Land Resources Vocational College,Kunming Yunnan650000, China)Abstract:This paper establishes the dynamic model of the seven—degree—of—freedom vehicle semi—active suspension system,and proposes three indicators for evaluating the performance of the suspension: body acceleration,suspension space limitation and dynamic tire deflection.In order to meet the three performance indicators of the suspension,three PID controllers are designed in the vertical,roll and pitch directions of the suspension and distributed to the four actuators of the car.In order to verify the effectiveness of the PID controller,this paper takes the random rough road as an example, establishes the whole vehicle model and the road surface model in Carsim,designs the PID controller in Simulink,and performs joint simulation.The results show that compared with the passive suspension,the PID semi—active suspension can ensure the smoothness of the car during driving and the comfort of passengers.Key words:semi—active suspension；PID；carsim0引言现如今，汽车已成为生活中不可或缺的交通工具’随着生活质量的提高和汽车的普及，人们对汽车的要求也越来越高，比如汽车要有良好的乘坐舒适性和更优的操作安全性，而汽车悬架系统是满足以上两个要求的关键部件’悬架系统是车辆组成中最重要的部件之一，它可以缓冲不平地面引起的冲击力，降低振动，使车辆平稳、安全的行驶叫通常，悬架分为：被悬架、主悬架、半主动悬架玖被悬架是目前应用最广泛的车辆悬架，它由性的弹簧和阻尼器组成，只能行驶在特定的，一生改变，悬架的性减弱。

第1篇一、引言随着我国汽车产业的快速发展，道路测试成为了汽车研发、生产和检验的重要环节。

然而，由于实际道路测试存在诸多限制，如安全性、成本、时间等，因此模拟路测作为一种有效的替代方案，受到了越来越多的关注。

本文将针对模拟路测解决方案进行探讨，以期为我国汽车行业提供有益的参考。

二、模拟路测的背景与意义1. 背景随着新能源汽车、自动驾驶汽车等新兴领域的快速发展，汽车行业的研发周期越来越短，市场竞争日益激烈。

在实际道路测试过程中，由于安全、成本、时间等因素的限制，难以满足汽车研发和检验的需求。

因此，模拟路测作为一种高效的测试手段，在汽车行业得到了广泛应用。

2. 意义（1）提高测试效率：模拟路测可以在短时间内完成大量测试项目，有效缩短研发周期。

（2）降低测试成本：模拟路测可以减少实际道路测试中的交通、人力、物力等成本。

（3）提高测试安全性：模拟路测可以在封闭环境中进行，降低事故风险。

（4）满足法规要求：模拟路测可以满足相关法规对汽车性能和安全性测试的要求。

三、模拟路测解决方案1. 模拟环境搭建（1）仿真软件：选择适合的仿真软件，如MATLAB、Simulink等，进行系统建模和仿真。

（2）仿真硬件：搭建仿真平台，包括计算机、控制器、传感器、执行器等。

（3）仿真环境：根据实际道路情况，构建仿真环境，如道路模型、交通场景等。

2. 模拟路测流程（1）测试方案设计：根据测试需求，设计测试方案，包括测试项目、测试指标、测试方法等。

（2）仿真模型建立：根据测试方案，建立仿真模型，包括车辆模型、道路模型、环境模型等。

（3）仿真实验：在仿真平台上进行实验，验证仿真模型的准确性。

（4）测试数据分析：对测试数据进行处理和分析，评估汽车性能和安全性。

（5）测试结果反馈：根据测试结果，对测试方案进行调整和优化。

3. 模拟路测关键技术（1）多物理场耦合仿真：针对汽车系统中的力学、热学、电磁学等多物理场耦合问题，采用多物理场耦合仿真技术。

时域道路模型在MSC.ADAMS中道路时域道路模型是通过属性文件来表达的，而属性文件的创建是使用独立插件Road Builder来完成，通过Road Builder还可以创建IPG和ARM格式包括路肩的3D 道路。

它支持以下种类的路面几何轨迹✧常规仿真车道（开环或闭环）✧赛车道（Chicane）✧椭圆环车道（Oval）✧路标筒车道通过Road Builder可以生成下列种类的文件：✧.rdf✧.drd✧.dcd✧.shl✧.dig （仅用于IPG）✧.road （仅用于IPG）注：使用Road Builder需要单独的许可证文件（license file），但在ADAMS 2005R2版里已经作为标准插件。

在ADAMS里路面模型是通过后缀名为.rdf的路面文件引入到仿真环境中，路面文件的结构仍然是TeimOrbit格式的ASCII文本文件。

例如在操纵性仿真中常用的平整路面文件有：在路面文件中的标题数据块、单位数据块的定义方式与DCF、DCD文件一样，[MODEL]数据块定义路面的类型，[GRAPHICS]数据块定义路面几何图形，注意，在2D道路中只有平整路面Flat才有路面图形；其他类型的路面可以通过专用软件包FTire-tools提供的road visualization功能观察路面形状（另一种方法是用函数构造器下的create_shell_from_rdf函数将路面文件转化为shell文件，再将shell壳文件加入到模型中）；[PARAMETERS]数据块定义路面的如摩擦系数、几何形态等参数。

道路类型：道路的类型在TeimOrbit格式的道路属性文件中通过[MODEL]数据块中的METHOD、ROAD_TYPE语句定义，[MODEL]数据块定义的常用道路类型如下：[FUNCTION_NAME]函数名称变量指路面与轮胎接触函数ID 号2D 道路文件MTTHOD ＝2D 时二维路面的参数[PARAMETERS]子数据块：参数子数据块[PARAMETERS]的结构根据路面类型的不同而不同，基本上可以划分为3隔部分：通用参数段、路型参数段和数据组，用符号$分开。

路面随机激励下的汽车振动分析Zhou Jun【摘要】根据车的参数来创建汽车自由度线性振动模型,在模型里设定后轮滞后路面随机激励,并使用MMALTAB/SMULNK来给车辆的振动采取仿真模拟,把前后悬挂刚度改造成为前后的车身的加速度,并采取科学合理的研究,然后再给悬架刚度采取更新措施,这样一来就能够提高车辆的舒适度,并给车辆平顺设计工作创造出参考指标.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2018(000)023【总页数】2页(P262-263)【关键词】路面随机;激励;汽车振动【作者】Zhou Jun【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】U467前言汽车在运行的过程中，路面不平、传动系等旋转部件出现问题，会造成汽车的振动。

一般情况下，路面不平是造成汽车振动的基本形式，频率通常会在。

05Hz到25Hz之间。

而改善这种情况，是加强汽车运行平稳性，和零件质量的保证。

1 创建模型1.1 路面数学模型在汽车行驶期间，各种等级路面和不一样的驾驶速度，路面的不平度激励也存在一定的差异性。

路面模型主要是展现路面不平度激励岁路面等级的一种数学行驶的展现。

创建汽车5自由度平面模型，只是对后轮滞后路面的平整度进行了分析，而没有对与左右轮有关的路面进行分析。

通过相关研究能够了解到，构成随机路面不平度轮廓的方式，主要是使白噪声经过波滤器，这样一来，车轮的路面随机激励数学模型就是：q（t）=-2nofq（t）+2nGvo（t），在这个式子当中，q（t）代表的是前后轮路面输入的列向量，2nfq（t）代表的是零均值白噪声组成的列向量；而of代表的是下截止频率，通常，Of=0.0628；Vo代表的是路面不平度系数。

采用MATLAB/SMULNK来仿真，规定仿真时长要控制在30s，采用RungeKut的方式能够计算出路面的输入时间序列。

1.2 汽车振动模型车辆很繁杂的多自由度系统，而若想化繁为简，那么就要进行一定的假设。

（1）汽车顺着中心线左右对称，然后进行直线运动，路面主要是各种相同的各态历经的过程；（2）只是重视路面，对于区域的振源并不是特别关注。