廂式半掛車(chē)空氣懸架系統的Simulink仿真分析

　　零階保持器和單位延遲模塊主要是將連續系統的輸出結果離散化并進(jìn)行采樣統計分析或者頻譜分析。

　?。ㄈ┳罱K模型

　　最終的分析系統模型如圖5所示。在整個(gè)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。系統模型的外部模塊主要實(shí)現實(shí)時(shí)加速度均方根值計算和PSD功率譜密度曲線(xiàn)在線(xiàn)輸出顯示等。

　　四、仿真與試驗結果對比

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　　試驗在不同等級路面上進(jìn)行，車(chē)輛參數選取與仿真一致，為滿(mǎn)載20t的廂式半掛車(chē)。車(chē)輛勻速行駛過(guò)程中，采用LMSDIFA數據采集前端，實(shí)時(shí)提取粘貼在車(chē)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)行數據實(shí)時(shí)分析和存儲。數據處理可以得到各級路面下的加速度均方根值等評價(jià)參數，為對比分析與設計提供有益的參考。

　　為使測量的相對標準偏差小于012，記錄的時(shí)間歷程數據總長(cháng)度需滿(mǎn)足平均次數Nd>25次的要求。

　?。ǘ┙Y果對比

　　輸入滿(mǎn)載行駛時(shí)廂式半掛車(chē)的結構性能參數以及路面參數，通過(guò)Scope和Display模塊可以看出該車(chē)各個(gè)自由度處的垂直加速度時(shí)間歷程與均方根值。仿真選用與試驗一致的參數，如表2所示。其中α為常數，是所選路面的空間頻率；ρ為常數；v為車(chē)速。

表2 路面參數

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

表3 隨機路面加速度輸出響應

　　從表3結果來(lái)看，仿真模型響應計算結果與實(shí)車(chē)試驗結果比較接近，二者在誤差允許范圍內是一致的，說(shuō)明該模型作為初步的模擬和預估是可行的，應由此可見(jiàn)路面的模擬也是切實(shí)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(xiàn)性阻尼和剛度的影響較大，同時(shí)路面使用情況較為復雜，不完全符合等級要求。

　　五、結論

　　建立基于系統仿真軟件Matlab/Simulink/Dsp的廂式半掛車(chē)實(shí)時(shí)道路仿真模型，通過(guò)實(shí)車(chē)試驗，驗證了模型的可靠性。為空氣懸架等部件在半掛車(chē)設計與匹配中的應用提供了有利的工具，并可作為脈沖輸入試驗等其他動(dòng)力學(xué)試驗的仿真使用。

　　通過(guò)計算結果分析，設計者可以明確懸架參數對于廂式半掛車(chē)動(dòng)態(tài)響應的影響，改進(jìn)設計系統中的關(guān)鍵參數，以獲得更好的動(dòng)態(tài)性能。利用可靠的仿真模型，重現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，從而縮短開(kāi)發(fā)設計周期，節約成本。