汽车平顺性试验数据处理系统的研究及实现.pdf

试验测试?
汽车平顺性试验数据处理系统的硏究及实现
高小清
(东风本田汽车有限公司,武汉430056)
摘要】针对汽车平顺性试验数据处理系统的关健问题进行了研究。通过比较几种功率谱算法的特点,确定采用
Welch法来计算功率谱密度;通过比较几种数据处理平台的优缺点,确定采用数值分析软件 Matar的CU模块来搭建汽车
平阢性试验数据处理系统。所开发的系统操作简单,界面友好,点击按钮即可完成数据曲线的绘制及生成试验报告,?提
高工作效率,节省软件开发费用
主题词:汽车平顺性试验数据处理功率谱
中图分类号:U467.1;U462.3文献标识码:A文章编号:1000-3703(2016)04-0049-04
The Research and Realization on the Data Processing System of
Automobile Ride Comfort Test
Dongfeng Honda Automobile Company Limited, Wuhan 430056)
I Abstract] In this paper, the key issues of automobile ride comfort test data processing system are investigated. B
omparing the characteristics of sevcral power spectrum algorithms, we decide to use the Welch method to calculate the
power spectrum density; by comparing the advantages and disadvantages of several data processing system platforms, we
decide to use the Matlab GUI module to build the automobile ride comfort test data processing system. The system has the
advantages of simple operation and friendly inteface. Data curve drawing and test report generation can be realized by
simply clicking the button which greatly improves working efficiency and saves the cost of software system development
Key words: Automobile, Ride comfort, Test data processing, Power spectrum
前言
试验方法》中规定,对轿车进行随机输入行驶试验时,
汽车平顺性试验是汽车整车试验的重要内容
应将三向加速度传感器放置于左侧前排椅和后排
之一。通常在进行平顺性试验时,需要相应的软件对
座椅上,驾驶汽车匀速通过一平直路段,利用数据采
试验数据进行处理,但由于目前尚缺乏专门的数据处理
集装置记录这时间段内汽车以40、50、60、70、80、
软件,因而给平顺性试验帯来了极大不便。为此,针对
90、100kmh等速度匀速行驶时的加速度传感器数据。
汽车平顺性试验数据处理中的关键问题,利用数值分析
对试验数据进行处理前,首先计算出各车速下的总加权
软件 Matab的CUI(图形用户界面)模块搭建了汽车平
加速度均方根值,然后利用各均方根值绘制成车速特性
颀性试验数据处理系统,利用该系统顺利完成了对试验
曲线,根据车速特性曲线来评价汽车随机输入行驶工况
数据的处理,大大节省了软件开发费用
下的平顺性。
各车速下的总加权加速度均方根值计算流程如
2平顺性试验数鋸处理流程
图1所示。
汽车平顺性试验分为随机输人行驶试验和脉冲输
图1中,X方向13倍频程加速度均方根值,的计
人行驶试验,试验数据的具体处理流程如下。
算式为:
2.1随机翰入行驶试验数据处理流程
っ=a(の=1.3-20
(1)
标准GBT4970-1996《汽车平顺性随机输人行驶
2016年第4期
万方数据
试验测试
式中,。、f分别为13倍频程中心频率为f的上、下3.1加速度功率谱密度的计算
限频率;(e()为加速度功率谱密度。
目前,功率谱密度的计算方法主要有直接法、间
十算x万向加速度时问历程a(e)
接法、 Bartlett法和 Welch法等4种。直接法又称周
期图法,是将随机信号的N个規测数据视为一能量有
计算X方向加速度功率谱密度a()
限的信号,自接取观测数据的傅立叶变换,然后再取
計算Xx方向1パ倍频程加速度均方根值コ
其幅值的平方并除以N作为对随机信号真实功率谱
计算x方向加枚加速度均方根催。门
的估计叫,其缺点是功率谱佔计的方差较大;间接法是
先由随机信号的N个观测数据估计出自相关函数,再
计算r、2方问的加权加速度均方根值a、as
对自相关函数进行傅立叶变换,得到观测数摒的功率
计算总加权加運度均方根值ca
谱,并以此作为对随机信号真实功率谱的估计,其缺
图1总加权加速度均方根值计算流程
点是功率谱密度可能出现负值,失去了功率谱的物理
X方向加权加速度均方根值am计算式为
意义。
对于由直接法得到的功率谱估计,当数据长度N太
大时,譜曲线起伏加剧,N太小时,谱的分辨率又不好,
式中,为第j个1/3倍频程的加权系数。
因此需要进行改进,而 Bartlet法和 Welch法正是直接法
总加权加速度均方根值a.。计算式为
的改进方法。
an=-(1.4*aa)+(.4+a-)+a2
Bartlett法是先将N点随机信号均匀分段,再用直接
式中,an、an、a分别为X、Y、2方向的加权加速度均法求出各段的功率谱,然后将所有段的功率谱进行平
方根值;系数1.4为X、F方向的加权系数。
均,相比直接法, Bartlett法可使谱估计的方差减小
2.,2脉冲输入行驶试验数据处理流程
Welch法又对 Bartelt法做了两方面的改进,一是对观测
标准CB/rS92-86(汽车平顺性脉冲输入行驶试数据分段时,可允许相邻两段数据之间右部分的重叠,
验方法》中规定,对轿年进行脉冲输人行驶试验时,应将
将这样可进一步改善谱估计的方差;二是每一段的数据窗
加速度传感器放置于左侧前排座椅、后排座椅及这些座口可使用矩形窗之外的窗函数,这样可改善出于矩形窗
椅底部的地板上,驾驶员和乘员坐在座椅上,汽车
旁瓣较大所引起的谱失真。 Welch法又称为加权交叠
10、20、30、40、50、60kmh等速度匀速驶过三角形凸块
平均法,是应用较广泛的一种计算方法?
利用数据采集装置记录这一时间段内加速度传感器的
利用 mat ab软件?对4种功率谱密度算法进行了
数据,每种车速下进行多次试验取平均值以减小误差。
对比,结果如图2所示。其中Welh法使用的窗函数为
处理数据时,首先计算某午速下每次试验时的Z向最大
汉明窗,其它