針對(duì)實(shí)測道路功率譜密度頻率結(jié)構(gòu)不同與汽車行駛速度變化引起的非平穩(wěn)問題,分析了現(xiàn)有路面不平度模型的準(zhǔn)確性,提出了一種基于調(diào)制白噪聲與查表法的非平穩(wěn)路面不平度建模方法;結(jié)合白噪聲生成方法和離散功率譜密度的計(jì)算公式,推導(dǎo)出了能夠確保路面不平度計(jì)算功率譜與設(shè)計(jì)功率譜完全吻合的Band-Limited White Noise模塊參數(shù)設(shè)定方法;通過不同設(shè)定值組合的白噪聲功率譜密度與路面不平度功率譜密度計(jì)算結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了所提出的Band-Limited White Noise模塊參數(shù)設(shè)定值的準(zhǔn)確性;為解決頻率指數(shù)不等于2的空間域內(nèi)非平穩(wěn)路面不平度建模問題,提出了由1個(gè)基準(zhǔn)項(xiàng)和若干個(gè)精度校正項(xiàng)組成,且調(diào)制傳遞函數(shù)模的平方逼近具有任意頻率指數(shù)的道路功率譜表達(dá)式;為獲取考慮車速變化影響的頻率時(shí)變的時(shí)域內(nèi)非平穩(wěn)路面不平度輸入模型,基于空間路面不平度固定不變的原理,提出了利用查表法,獲得變車速工況下時(shí)域內(nèi)非平穩(wěn)路面不平度;通過空間域內(nèi)非平穩(wěn)路面不平度建模及考慮車速變化的非平穩(wěn)路面不平度建模應(yīng)用,驗(yàn)證了所提建模方法的優(yōu)越性。研究結(jié)果表明:使用基于調(diào)制白噪聲的非平穩(wěn)路面不平度建模方法構(gòu)建的空間域路面不平度功率譜... 

【文章來源】：交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào). 2020,20(06)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

白噪聲功率譜密度曲線對(duì)比

圖1 白噪聲功率譜密度曲線對(duì)比由圖1可知:生成白噪聲功率譜密度計(jì)算頻帶為采樣頻帶設(shè)計(jì)值的1/2,在計(jì)算頻帶內(nèi)功率譜密度計(jì)算值等于功率譜密度設(shè)計(jì)值的2倍,即要生成功率譜密度為1 m、頻帶為[0,2.83] m-1的白噪聲,Band-Limited White Noise模塊的功率譜密度設(shè)計(jì)值與采樣間隔設(shè)計(jì)值應(yīng)分別為1 m與2×2.83 m-1;由于功率譜密度計(jì)算方法的原因,當(dāng)白噪聲的采樣頻率設(shè)定值小于計(jì)算采樣頻率時(shí),會(huì)在采樣頻率設(shè)定值1/2之外出現(xiàn)實(shí)際上沒有的譜值,同時(shí)在計(jì)算頻帶內(nèi)接近該采樣頻率設(shè)計(jì)值1/2的地方出現(xiàn)譜值減小,而呈現(xiàn)計(jì)算誤差,因此,為提高計(jì)算精度,需要讓白噪聲采樣頻率設(shè)計(jì)值等于計(jì)算采樣頻率。

為了考察過大采樣頻率設(shè)計(jì)值對(duì)路面不平度建模質(zhì)量的影響,將路面不平度及其導(dǎo)數(shù)的功率譜密度(即路面白噪聲)描述如圖3所示,其中,路面不平度系數(shù)不變,采樣頻率設(shè)計(jì)為路面空間上截止頻率的4倍。由圖3(a)可知:超出設(shè)計(jì)頻帶之外的路面不平度的功率譜密度快速變小且遠(yuǎn)小于其設(shè)計(jì)頻帶的譜值。由圖3(b)可知:超出設(shè)計(jì)頻帶之外的路面白噪聲的功率譜密度仍然等于其在設(shè)計(jì)頻帶內(nèi)的譜值。路面白噪聲是地面不平度對(duì)汽車車輪的速度輸入,過大采樣頻率設(shè)定值會(huì)增大路面對(duì)汽車車輪速度輸入的總能量,而加劇整個(gè)汽車系統(tǒng)的振動(dòng)。由于上述額外增加的速度輸入總能量,實(shí)際并不存在,因此,增大采樣頻率設(shè)定值會(huì)導(dǎo)致路面不平度建模質(zhì)量下降。綜上所述,路面不平度系數(shù)與頻帶分別為Gq(I)(n0)與[nmin,nmax]的路面不平度,應(yīng)按式(6)建模,才能保證功率譜的設(shè)計(jì)值與計(jì)算值相吻合。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3522496