CN105022848B - 一种轿车悬架k&c特性数据的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轿车K&C特性数据的处理方法，包括：获得在不同工况项目下进行仿真和实验测试所得到的仿真文件与实验文件；获得每个工况项目下的所有文件的名称，同一个工况项目下的文件名称存储在同一个文件名称存储单元；读取文件名称存储单元并根据文件名称将相应工况项目下的仿真文件和实验文件导入到MATLAB中，并提取出仿真数据和实验数据；获得反映悬架K&C特性的多个工况项目的仿真曲线和实验曲线，以及生成K&C特性参数表；根据数据处理的结果生成报告文件。本发明可以同时获得各个工况项目下的所有仿真文件和实验文件的名称，使得后续能够一次性处理多个工况项目文件数据，节约时间，出错率低，进一步节约开发成本。

Description

一种轿车悬架K&C特性数据的处理方法

技术领域

本发明涉及汽车底盘领域，尤其涉及一种轿车悬架K&C特性数据的处理方法。

背景技术

悬架的运动学特性（Kinematics，简称K特性）和动力学特性（Compliance，简称C特性）统称为悬架的K&C特性，研究的是在车轮与车身发生相对运动或者车轮受到来自路面的各种力和力矩的作用时，悬架的导向机构对汽车整车性能的影响。

悬架的K&C特性是汽车动力学特性的重要基础，影响着汽车操纵稳定性、行驶平顺性和行驶速度等整车性能。其实验方法有两种：一种是计算机软件仿真法，另一种是通过汽车悬架实验台，进行实车台架实验。通过悬架K&C性能的分析改进，可为整车性能的提升提供支持。

目前，对于反映悬架K&C特性的项目尚不统一，对于实验数据的处理方法也不统一，且准确度不高。另外，目前为得到一份悬架K&C仿真或者实验分析结果报告，需要在机械系统动力学自动分析软件ADAMS（全称Automatic Dynamic Analysis of MechanicalSystems，是美国MDI公司开发的一款虚拟样机分析软件）后处理结果中导入实验和仿真文件，再选择所需要的悬架特性数据进行测量，最后将所得图片截图至相应的报告文件中，将所测量的数据逐个填入到相应的参数表中。如此繁琐的做法，不可避免地要花费大量的时间，且读取和填写结果数据时错误率很高，所生成的报告也很难保证其整洁与美观。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种轿车悬架K&C特性数据的处理方法，能够自动化准确处理K&C特性实验与仿真数据，自动生成对应的整洁美观的PPT报告和K&C特性参数表。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种轿车悬架运动学特性和动力学特性数据的处理方法，包括：

获得在不同工况项目下进行仿真和实验测试所得到的仿真文件与实验文件，所述不同工况项目包括反映悬架K&C特性的多个工况项目；

获得每个工况项目下的所有仿真文件和实验文件的名称，同一个工况项目下的所有仿真文件和实验文件的名称存储在同一个文件名称存储单元；

读取所述文件名称存储单元并根据所述文件名称将相应工况项目下的仿真文件和实验文件导入到MATLAB中；

在MATLAB中提取出所述仿真文件和实验文件中的仿真数据和实验数据；

根据提取的所述仿真数据和实验数据，进行曲线拟合获得所述反映悬架K&C特性的多个工况项目的仿真曲线和实验曲线，并根据所述曲线拟合获得的曲线多项式计算所述工况项目所对应参数的零点值或零点梯度值；

将同一工况项目的仿真曲线和实验曲线绘制在同一图片中；

将根据所述提取的仿真数据和实验数据所分别计算出的零点值或零点梯度值，导入到一xls文件中，生成K&C特性参数表；

根据数据处理的结果生成报告文件，所述报告文件包括PPT报告文件和xls文件，其中，所述PPT报告包括有所述各个工况项目的曲线图片，所述xls文件包括生成的所述K&C特性参数表。

其中，

所述前悬架的K特性工况包括：平行轮跳、反向轮跳、转向，对应的工况项目数依次为10、7、6；所述后悬架的K特性工况包括：平行轮跳、反向轮跳，对应的工况项目数依次为10、7；

所述前悬架和后悬架的C特性工况包括：同向回正力矩、反向回正力矩、同向侧向力、反向侧向力、纵向力，对应的工况项目数依次为2、2、3、3、3；

每一工况项目进一步分为左、右车轮。

其中，所述提取出仿真数据具体包括：

找到所述仿真文件中第三行起始位置的数字a，再加一确定的数b，得到一个数字m，然后将所述仿真文件中从第一到第m行的数据去除，得到S个a×6矩阵，S为仿真步数；

从所述S个a×6矩阵中提取出仿真REQ数据。

其中，所述从S个a×6矩阵中提取出仿真REQ数据具体包括：

按仿真步数S将每一个a×6矩阵的相同行数的数据提取出来，分别作为单独数据行；

将所述数据行按照仿真步数顺序由小到大组合成a个S×6数据矩阵，形成a个仿真REQ数据矩阵；

将所述a个仿真REQ数据矩阵的第一列数据作为所需工况的仿真数据提取出来。

其中，对于前悬架仿真文件，所述确定的数b为62，对于后悬架仿真文件，所述确定的数b为61。

其中，所述提取出实验数据具体包括：

读取所述实验文件的有效数据区域，然后再按列提取出各个K&C特性REQ数据，所述有效数据区域是指所述实验文件中从第2行第2列到第c行第d列的数据区域。

其中，c取值58，d取值48。

其中，还包括：

根据从所述仿真文件和实验文件中提取出的轮胎垂向受力Fz、轮胎接地点垂向位移Cz以及轮胎中心点垂向位移Hz的REQ数据，按下述方式计算轮胎刚度Kz：

Kz=d（Fz）/d(（Cz-Hz）。

其中，还包括：在计算转向工况的阿克曼百分比时采用最大内轮转向角来计算。

其中，所述绘制出的图片还包括：曲线标签，横、纵坐标轴名称以及图片名称，其中所述曲线标签设置在不遮挡所述仿真曲线或实验曲线的位置，所述图片的格式为emf格式。

其中，所述生成K&C特性参数表具体包括：

将根据所述提取的仿真数据和实验数据所分别计算出的零点值或零点梯度值存储在一个66×14实数矩阵，所述66×14实数矩阵进一步分为反映前悬架的36×14矩阵和反映后悬架的30×14矩阵；所述36×14矩阵分为8个矩阵块，用于填写反映前悬架左轮或右轮K&C特性的参数值；所述30×14矩阵分为7个矩阵块，用于填写反映后悬架左轮或右轮K&C特性的参数值；所述每一矩阵块按实验和仿真数据分别再分为两个N×7实数矩阵，N对应于所述工况项目数；

将所述零点值或零点梯度值导入到一个结构对应于所述66×14实数矩阵的xls文件中。

其中，所述xls文件包括K&C、rearK&C、trK&C和trrearK&C四个工作簿，其中，K&C和rearK&C工作簿分别用于存储反映前、后悬架K&C特性的参数值，每个工作簿分上下两部分，分别用于存储反映左、右轮悬架K&C特性的参数值；trK&C和trrearK&C工作簿分别链接K&C和rearK&C工作簿中的数据，并且链接所述PPT报告中的数据。

本发明所提供的轿车悬架K&C特性数据的处理方法，通过采用MATLAB软件处理数据，代替ADAMS软件后处理功能，可以使得数据处理变成自动化过程；同时，由于预先确定需要测量的K&C特性工况项目，后续就自动化进行测量、作图、生成报告等，克服了原先在ADAMS后处理时只能一个一个选择工况项目来进行测量，从而导致的得到悬架性能分析报告耗时长、易出错的问题，并且，通过为每一工况项目的仿真文件和实验文件设置对应的文件名称存储单元，可以同时获得各个工况项目下的所有仿真文件和实验文件的名称，使得后续能够一次性处理多个工况项目文件数据，将节约60%左右的时间，而且出错率更低，很大程度上提高了汽车开发设计阶段研究仿真模型或者试验车的悬架性能的效率，节约了开发成本。另外，以简洁的PPT报告、K&C特性参数表作为输出形式，便于用户直观方便的观察悬架的各项K&C特性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一种轿车悬架K&C特性数据的处理方法的流程示意图。

图2是本发明实施例中K&C特性曲线示意图。

图3是本发明实施例中PPT报告的页面形式示意图。

图4-5分别是本发明实施例中K&C特性参数表的部分内容。

图6-11分别是本发明实施例中界面形式示意图。

具体实施方式

下面参考附图对本发明的优选实施例进行描述。

请参照图1所示，本发明实施例提供一种轿车悬架K&C特性数据的处理方法，包括：

步骤S1，获得在不同工况项目下进行仿真和实验测试所得到的仿真文件与实验文件，不同工况项目包括反映悬架K&C特性的多个工况项目；

步骤S2，获得每个工况项目下的所有仿真文件和实验文件的名称，同一个工况项目下的所有仿真文件和实验文件的名称存储在同一个文件名称存储单元；

步骤S3，读取所述文件名称存储单元并根据所述文件名称将相应工况项目下的仿真文件和实验文件导入到MATLAB中；

步骤S4，在MATLAB中提取出所述仿真文件和实验文件中的仿真数据和实验数据；

步骤S5，根据提取的所述仿真数据和实验数据，进行曲线拟合获得所述反映悬架K&C特性的多个工况项目的仿真曲线和实验曲线，并根据所述曲线拟合获得的曲线多项式计算所述工况项目所对应参数的零点值或零点梯度值；

步骤S6，将同一工况项目的仿真曲线和实验曲线绘制在同一图片中；

步骤S7，将根据所述提取的仿真数据和实验数据所分别计算出的零点值或零点梯度值，导入到一xls文件中，生成K&C特性参数表；

步骤S8，根据数据处理的结果生成报告文件，所述报告文件包括PPT报告文件和xls文件，其中，所述PPT报告包括有所述各个工况项目的曲线图片，所述xls文件包括生成的所述K&C特性参数表。

以下分别对各步骤进行详细说明。

本发明实施例对悬架K&C特性数据进行处理，首先需要确定反映悬架K&C特性的工况项目，共包括66项，能更加完整准确地反映悬架K&C特性，其中：

前悬架：K特性工况：平行轮跳、反向轮跳、转向；C特性工况：同向回正力矩、反向回正力矩、同向侧向力、反向侧向力、制动力。

后悬架：K特性工况：平行轮跳、反向轮跳；C特性工况：同向回正力矩、反向回正力矩、同向侧向力、反向侧向力、制动力。

上述工况中，前悬架所对应的K&C特性项目数依次为：10、7、6、2、2、3、3、3，共36项；后悬架所对应的K&C特性项目数依次为：10、7、2、2、3、3、3，共30项。前、后悬架所对应的K&C特性项目数共66项，每一特性项目还有左、右车轮之分。以表格形式说明如下：

前悬架：

后悬架：

应当说明的是，工况项目的确定为预置步骤，确定之后即可按照确定的工况项目，反复进行本发明实施例汽车悬架特性的后续数据处理，因此不是每次实施本发明实施例汽车悬架特性的数据处理方法，均需先确定工况项目。

确定工况项目后，则须得到相应的仿真和实验文件，即分别在ADAMS软件中对仿真模型，在K&C实验台上对测试车辆，针对上述工况进行仿真和实验测试，得到实验与仿真文件。

步骤S1所得到的文件按如下方式命名：

实验文件（.xls）的命名方式为：XX_**.xls（例如：GS5_VPF.xls，意义为GS5前悬架平行轮跳实验数据），其中：XX指前缀，通常为测试车辆型号，亦用于在后续图片中作为曲线标签，可命名为任意英文名；**为后缀，用于区分不同的文件名称，可为任意英文字母、数字或者下划线的组合；

实验文件（.xls）的工作薄sheet的命名方式为：XX_**（例如：GS5_VPF），是指对应实验文件名全称去掉扩展名后的部分。

仿真文件（.req）的命名方式为XX_**.req（例如：AF_front_parallel_travel.req），其中：XX和**的意义与实验文件类似，XX指前缀，通常为测试车辆型号，可命名为任意英文名指前缀，可命名为任意英文名；**为后缀，用于区分不同的文件名称，可为任意英文字母、数字或者下划线的组合。

上述文件的命名方式仍可改变，但不能出现汉语字符，且命名中要出现“_”。这种命名方式是为了软件能够更好地识别文件，进而读取和处理其中的数据。

步骤S2中，仿真文件和实验文件的名称已按上述命名方式命名，这些名称可通过人机界面等形式输入，存储到文件名称存储单元。本发明实施例设置了专门的文件名称存储单元，每一个工况项目均有一个与之相对应的文件名称存储单元，每一个文件名称存储单元存储了所需要处理的所有该工况项目的仿真和试验文件名称。各个文件名称存储单元之间是相互独立的，保证了可以同时输入各个工况项目下的文件名称，以备接下来的数据提取和处理。

因此，通过步骤2可以同时获得各个工况项目下的所有仿真文件和实验文件的名称，相对于每进行一个工况项目下仿真文件和实验文件的K&C数据处理工作，则需输入一次仿真文件和实验文件的名称而言，本发明实施例采用的方法更为简洁、合理和高效，很大程度上提高了汽车研发设计阶段研究仿真车型或者试验车悬架性能的效率。

在步骤S2获得每个工况项目下的所有仿真文件和实验文件的名称之后，为了进行后续的数据提取和处理，步骤S3则将自动识别并读取文件名称存储单元，然后按照该文件名称存储单元中的文件名称找到对应的仿真文件和实验文件，将其导入到MATLAB（美国MathWorks公司出品的商业数学软件）中。

由于步骤S2获得各个工况项目下的所有仿真文件和实验文件的名称，按不同的工况项目存储在相应的文件名称存储单元，因此步骤S3中既可以一次性读取多个文件名称存储单元，并将相应的仿真文件和实验文件导入到MATLAB，使得用户后续可以一次性处理多个工况项目文件数据（仿真文件和实验文件中的数据）；也可以选择性地读取某个文件名称存储单元，并将相应的仿真文件和实验文件导入到MATLAB，使得用户后续可以进行单个工况文件数据的处理工作。当一次性处理多个工况项目文件数据后，若发现由于疏漏导致的某一个或某几个工况项目文件输入错误，还可以单独处理该工况项目文件数据，不必再次处理所有工况项目文件数据，节约了处理数据的时间。

步骤S4提取仿真文件和实验文件中的仿真数据和实验数据，包括步骤S4.1——提取仿真文件中的仿真数据和步骤S4.2——提取实验文件中的实验数据这两部分，本发明实施例并不限制步骤S4.1和S4.2的执行顺序，事实上二者的执行顺序完全可以相互调换。以下仅为叙述方便，先说明如何提取仿真数据，再说明如何提取实验数据。

步骤S4.1提取仿真数据

前面介绍了仿真文件的命名方式，现在介绍仿真文件的结构形式。

打开仿真文件例如AF_front_parallel_travel.req可发现，文件中第三行开头有一数字a，此处为a=140。

将a加一确定的数b=62，得到一个数m，m=a+b=202。其中，数字b=62是由ADAMS仿真结果文件格式规律中找出，对于前悬架仿真结果文件来说，b=62，对于后悬架仿真结果文件来说，b=61，都不可更改。

第203行有一数据n=1。从文件第204行到343行，一定有a=140行数据，每行有6列数据，这140×6个数据以组成一个数据矩阵，以下简称“数据块”。其中，数据块的行数等于a，列数等于6，均是ADAMS仿真结果文件的确定输出格式，不可改变。

在文件末尾处可发现，共有s=101个上述形式的数据块，每个数据块前均有一个数字n，表示接下的数据块在所有数据块中的顺序。其中，S=101是由ADAMS仿真步数得来，每仿真一步对应一个数据块，仿真步数为101，故共有101个数据块。每个数据块包含了对应这一步仿真后得到的所有仿真结果的数据。

各个数据块在同一个位置对应的数字的意义相同，表示悬架某一属性在对应一步仿真结束后的状态值。例如，在此文件中，每一个数据块的第二行（共6列）的数字表示该一步仿真结束后悬架轮心位移的变化情况。每一个数据块的第二行第一列的数字表示这一步仿真结束后悬架左轮轮心的垂向跳动量。将每一个数据块的相同行数（例如都是第二行）的数据提取出来，分别作为单独数据行，再将这些数据行按照仿真步数顺序由小到大组合在一起，此处共有101×6个数据，组成一个新的101×6（101行6列）矩阵，称之为“仿真REQ数据01”。该仿真REQ数据就表示在整个仿真过程中悬架轮心位移变化过程。“仿真REQ数据01”第一列数值对应就表示在整个仿真过程中悬架左轮轮心的垂向跳动量的变化过程。

在步骤S3完成导入后，后续即在MATLAB中进行仿真数据的提取。采用MATLAB软件处理数据，代替ADAMS软件后处理功能，可以使得数据处理变成自动化过程。

提取过程分为两个阶段：首先需要去除无用数据：找到对应仿真结果文件中第三行中的数字a（此处为a=140），再加一确定的数b=62，得到一个数据m=a+b=202，然后将文件从第一到第m行清除，剩余的数据块即为所要提取的仿真结果数据。例如，AF_simf_par.req文件中，第三行中的数字为140，加上62得到数字m为202，即第1行到第202行的数据为无用数据，得到S个a×6矩阵。

第二阶段是从剩余的数据中提取出表征悬架K&C特性所需的所有仿真REQ数据，以备接下来曲线拟合和结果计算来用。例如，轮跳变化、车轮前束变化、车轮外倾变化、轮距变化和轴距变化等。

具体来说，首先按仿真步数S将每一个a×6矩阵的相同行数的数据提取出来，分别作为单独数据行；然后将这些数据行按照仿真步数顺序由小到大组合成a个S×6数据矩阵，形成a个仿真REQ数据矩阵；再将a个仿真REQ数据矩阵的第一列数据作为所需工况的仿真数据提取出来。

当需要处理多个仿真文件的数据时，本发明实施例采用一个循环程序，依据不同的文件名依次提取所有仿真文件中的数据，将每个“仿真REQ数据01”作为一个单元存储在一个新的矩阵中，称之为“仿真REQ数据”，它包含了所有要处理的仿真文件中同一个悬架K&C特性的情况。现以提取3个仿真结果文件轮心位移的变化过程数据为例进行说明如下：

根据输入的文件名称首先读取到第一个仿真结果文件，按照提取单个文件数据的方法，提取出该文件所有数据块的第二行数据，按照文件先后顺序组合在一起，组成一个“仿真REQ数据01”，这是一个101×6矩阵，表示该仿真文件对应的仿真过程中轮心位移的变化过程。然后，第二次读取数据，读取的是第二个仿真结果文件数据，提取出该文件所有数据块的第二行数据，按照文件先后顺序组合在一起，组成一个“仿真REQ数据02”，表示第二个仿真文件对应的仿真过程中轮心位移的变化过程。以此类推，依次读取第三个文件数据，得到对应“仿真REQ数据03”。然后将所得的这些矩阵各自作为一个单元，另存在一个矩阵中，称之为一个“仿真REQ数据”。这是一个3×1的矩阵，包含了三个存储单元，分别对应着“仿真REQ数据01”、“仿真REQ数据02”和“仿真REQ数据03”。于是三个数据文件中所有表示轮心位移的数据均在这个3×1的矩阵中了。

步骤S4.2提取实验数据

以下同样首先介绍仿真文件的结构形式。

打开实验文件例如GS5_VPF.xls可发现，对应有c=58行d=48列有字单元格区域。其中，行数c和列数d为实验台实验文件输出行数，不同实验台形式不同，本发明实施例使用的实验台所对应的为58行和48列，对于其他实验台数据只需要更改搜寻的行数c和列数d的数值即可。

上述r×l个单元格区域包对应这一悬架K&C台架实验后得到的所有实验结果的信息。该区域的第2行第2列到第58行第48列为有效数据区域（以下简称“有效数据区域”）。有效数据区域的每一列上方的字母表示该列数据的含义。例如，该文件的第21列数据上方字母“ToeL”，表示该列数据对应实验过程中左侧车轮前束角的变化情况。将该列数据提取出来，即形成一个表示对应实验过程中左侧车轮前束角的变化情况的新的数据列，称之为“实验REQ数据01”。

在步骤S3完成导入后，后续即在MATLAB中进行实验数据的提取。采用MATLAB软件处理数据，代替ADAMS软件后处理功能，可以使得数据处理变成自动化过程。提取过程为：

首先读取有效数据区域，然后再按列提取出各个K&C特性REQ数据。提取出表征悬架K&C特性所需的所有“实验REQ数据01”，以备接下来曲线拟合和结果计算来用。实验REQ数据内容与仿真REQ数据项目相同。

当需要处理多个实验文件的数据时，本发明实施例采用的方法与上述步骤S4.1提取仿真数据时采用的方法相同，按此方法从所有实验数据文件中提取出所需要的“实验REQ数据”。

步骤S5处理仿真和实验数据，同样包括步骤S5.1——处理提取出的仿真文件中的仿真数据和步骤S5.2——处理提取出的实验文件中的实验数据这两部分，本发明实施例并不限制步骤S5.1和S5.2的执行顺序，事实上二者的执行顺序完全可以相互调换。以下仅为叙述方便，先说明如何处理仿真数据，再说明如何处理实验数据。

步骤S5.1处理仿真数据

依据得到的各个仿真REQ数据，依据步骤1中反映悬架K&C特性的内容，选取不同仿真REQ数据组合，以最小二乘法进行曲线拟合，得到反映悬架K&C特性各个因素的仿真曲线。例如，取REQ3第一列（左轮轮跳仿真数据）和REQ62（左轮垂向载荷仿真数据）两列数据，依次作为横、纵坐标值，进行曲线拟合，得到反映左轮悬架刚度的曲线，以及该曲线的拟合多项式。由拟合的曲线多项式，计算出所需参数的“零点值”或“零点梯度值”。零点值，即悬架初始位置的K&C特性参数值；零点梯度值，即悬架初始位置的K&C特性参数的变化斜率值，如前束变化梯度等。

步骤S5.2处理实验数据

依据2.2第一段中所得到的各个实验K&C特性REQ数据，选取不同横、纵坐标以最小二乘法进行曲线拟合，得到反映悬架K&C特性各个工况项目的实验曲线，由拟合的曲线多项式，计算出各工况项目对应参数的零点值或者零点梯度值。绘制出拟合曲线的中间一小段，用于反映曲线拟合的合理性。

如图2所示，在对平行轮跳实验和仿真数据处理时，闭合的实线是表明前悬架刚度随轮跳的变化情况的实验结果，对应的短实线即为对该闭合曲线数据进行最小二乘法曲线拟合的曲线的中间一段。此处短实线的长度是可调的，根据需要可适当调节，目的是为更清楚直观的反映实验数据拟合的良好情况。虚线对应为仿真结果曲线。

本发明实施例新增轮胎刚度的计算，并且将阿克曼百分比计算从车轮转角20°改为极限位置。

（1）轮胎刚度计算

轮胎刚度kz的意义为轮胎单位垂向变形所需要的垂向力。此项悬架K&C特性的意义在于通过实验数据推算出实验车型的轮胎刚度利于车型研发中的轮胎选型和仿真分析时轮胎刚度的设置。

由仿真和实验文件可以得到轮胎垂向受力Fz、轮胎接地点垂向位移Cz和轮胎中心点垂向位移Hz的REQ数据。用轮胎接地点垂向位移减去轮胎中心点垂向位移，得到的新REQ数据就是轮胎垂向变形量Cz-Hz。则有：

kz=d(Fz)/d(Cz-Hz);

故用此Cz-Hz和轮胎垂向受力REQ数据进行曲线拟合，就得到反应特定工况下轮胎刚度的变化情况。

（2）转向阿克曼百分比计算

本发明实施例中计算转向工况的阿克曼百分比采用最大内轮转向角来计算，即左轮选取车轮左转到极限位置时，右轮选取车轮右转到极限位置时的阿克曼百分比。该方法能更为合理地反应悬架转向工况的K&C特性。

步骤S6图片处理

将步骤S5.1与S5.2中所得的同一因素的曲线绘制在同一图片中。图片中包含：曲线标签，横、纵坐标命名，图片名以及对应的K&C特性曲线。本发明实施例对应软件程序所采用的图片生成格式为emf格式，这种格式更利于保持图片在放大时的清晰度，更利于观察悬架K&C特性曲线的变化情况。

如前所述，前、后悬架所对应的K&C特性项目数共66项，每一特性项目还有左、右车轮之分，因此图片共有132张。

按照曲线标签不遮住图片曲线的原则，本发明实施例对曲线标签位置做了设定。例如图3所示，在随着车轮上跳，车轮垂向受力将不断增加，所以表示悬架刚度的曲线在坐标系中是由左下斜向右上方的。将表示左、右轮悬架刚度的曲线标签均定义在图片左上角，便不会遮住曲线，保证了所绘制的K&C特性曲线能反应实验与仿真结果的完整情况。相比将曲线标签在随机位置的设置，本发明所得的图片形式更为整洁。

步骤S7中将计算出悬架在各个工况下左轮和右轮的K&C特性参数值，能与实验结果进行全面的对比，在悬架设计中更具有参考意义。

步骤S7.1处理左轮结果数据

将步骤S5.1和S5.2所得的悬架左轮K&C特性结果数据（包括各工况项目对应参数的零点值或零点梯度值）存储在一个矩阵内。该矩阵是一个66×14（66行14列）实数矩阵，按前、后悬架，该矩阵分为一个36×14矩阵（用于填写前悬架左轮K&C特性值）和一个30×14矩阵（用于填写后悬架左轮K&C特性值）。依据步骤1中反映悬架K&C特性的内容，36×14矩阵分为8个矩阵块，用于填写反映前悬架K&C特性的参数值，每一个矩阵块的数据对应一种工况下的悬架K&C特性值；30×14矩阵分为7个矩阵块，作用与上述36×14矩阵相同。这8+7=15个矩阵块，按照实验和仿真数据，分别再分为两个N×7实数矩阵。对于不同实验，N取不同数值，例如在反向轮跳实验，有7项反映悬架K&C特性的数值，则N=7。

将填写悬架K&C特性的完整的66×14实数矩阵导入到指定的xls文件中去。该文件为本发明所定义的特殊xls文件，其结构对应上述66×14实数矩阵（其部分内容如图4、5）所示。该xls文件包括K&C、rearK&C、trK&C和trrearK&C四个工作簿，其中，K&C和rearK&C工作簿分别用于存储反映前、后悬架K&C特性的参数值，每个工作簿分上下两部分，分别用于存储反映左、右轮悬架K&C特性的参数值；trK&C和trrearK&C工作簿分别链接K&C和rearK&C工作簿中的数据，并且链接PPT报告中的数据。

轮胎刚度数据的存储方法与上述方法相同，生成的矩阵是一个1×14实数矩阵。

步骤S7.2处理右轮结果数据

用与上述处理左轮结果数据相似的方法，将右轮结果数据以一个新的矩阵形式导入到与存放左轮结果数据相同的指定的xls文件中，形成右轮K&C特性参数表。

步骤8，根据数据处理的结果生成报告文件，报告文件包括PPT报告文件和xls文件，其中，PPT报告包括有各个工况项目的曲线图片，xls文件包括生成的K&C特性参数表。

具体为将上述过程中所绘出的曲线图片汇集到一个PPT报告中，并且实现PPT中的图片、数据和步骤S5中所得数据、xls文件中数据同步更新。PPT报告的页面形式如图3所示。PPT报告页面中的表格为步骤S7中K&C特性参数表内容的链接。

上述步骤可以利用MATLAB软件中的图形用户界面（Graphical User Interface，GUI）功能，将复杂的过程处理成便于用户使用的简单界面。界面形式如图6-11所示，分别对应六个工作界面：悬架选型界面、前悬架初始参数导入界面，前悬架参数设定界面，后悬架初始参数导入界面，后悬架参数设定界面，悬架动力学分析界面。按照界面指示，可通过简单地操作，更加高效地分析悬架K&C特性。

通过上述说明可知，实施本发明实施例，将带来以下有益效果：

首先，通过采用MATLAB软件处理数据，代替ADAMS软件后处理功能，可以使得数据处理变成自动化过程；同时，由于预先确定需要测量的K&C特性工况项目，后续就自动化进行测量、作图、生成报告等，克服了原先在ADAMS后处理时只能一个一个选择工况项目来进行测量，从而导致的得到悬架性能分析报告耗时长、易出错的问题，比现有的逐张作图后截取的方法要节约90%以上的时间，很大程度上提高了汽车开发设计阶段研究仿真模型或者试验车的悬架性能的效率，节约了开发成本。另外，以简洁的PPT报告、K&C特性参数表作为输出形式，便于用户直观方便的观察悬架的各项K&C特性。

其次，本发明实施例可以同时获得各个工况项目下的所有仿真文件和实验文件的名称，使得后续能够一次性处理多个工况项目文件数据，将节约60%左右的时间，而且出错率更低，进一步节约开发成本。

第三，本发明实施例给出了更为完整准确的反映悬架K&C特性的工况项目，增加轮胎刚度的计算，转向阿克曼百分比采用最大内轮转向角时的阿克曼百分比，还可以计算出悬架在各个工况下左轮和右轮的K&C特性参数值，这些均使得本发明实施例能更为综合全面地反映前、后悬架的K&C特性。

第四，本发明实施例根据工程实践，对曲线图片中的曲线标签位置做了设定，在不消除标签的同时，又大大减少了标签遮挡住部分K&C特性曲线的情况，提高了展示K&C特性曲线的完整性和整洁性。并且，采用更为清晰合理的图片生成格式，提高图片的清晰度。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (12)

1.一种汽车悬架运动学特性和动力学特性数据的处理方法，包括：

获得在不同工况项目下进行仿真和实验测试所得到的仿真文件与实验文件，所述不同工况项目包括反映悬架K&C特性的多个工况项目；

获得每个工况项目下的所有仿真文件和实验文件的名称，同一个工况项目下的所有仿真文件和实验文件的名称存储在同一个文件名称存储单元；

读取所述文件名称存储单元并根据所述文件名称将相应工况项目下的仿真文件和实验文件导入到MATLAB中；

在MATLAB中提取出所述仿真文件和实验文件中的仿真数据和实验数据；

根据提取的所述仿真数据和实验数据，进行曲线拟合获得所述反映悬架K&C特性的多个工况项目的仿真曲线和实验曲线，并根据所述曲线拟合获得的曲线多项式计算所述工况项目所对应参数的零点值或零点梯度值；

将同一工况项目的仿真曲线和实验曲线绘制在同一图片中；

将根据所述提取的仿真数据和实验数据所分别计算出的零点值或零点梯度值，导入到一xls文件中，生成K&C特性参数表；

根据数据处理的结果生成报告文件，所述报告文件包括PPT报告文件和xls文件，其中，所述PPT报告包括有所述各个工况项目的曲线图片，所述xls文件包括生成的所述K&C特性参数表。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

前悬架的K特性工况包括：平行轮跳、反向轮跳、转向，对应的工况项目数依次为10、7、6；后悬架的K特性工况包括：平行轮跳、反向轮跳，对应的工况项目数依次为10、7；

所述前悬架和后悬架的C特性工况包括：同向回正力矩、反向回正力矩、同向侧向力、反向侧向力、纵向力，对应的工况项目数依次为2、2、3、3、3；

每一工况项目进一步分为左、右车轮。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取出仿真数据具体包括：

找到所述仿真文件中第三行起始位置的数字a，再加一确定的数b，得到一个数字m，然后将所述仿真文件中从第一到第m行的数据去除，得到S个a×6矩阵，S为仿真步数；

从所述S个a×6矩阵中提取出仿真REQ数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述从S个a×6矩阵中提取出仿真REQ数据具体包括：

按仿真步数S将每一个a×6矩阵的相同行数的数据提取出来，分别作为单独数据行；

将所述数据行按照仿真步数顺序由小到大组合成a个S×6数据矩阵，形成a个仿真REQ数据矩阵；

将所述a个仿真REQ数据矩阵的第一列数据作为所需工况的仿真数据提取出来。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对于前悬架仿真文件，所述确定的数b为62，对于后悬架仿真文件，所述确定的数b为61。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述提取出实验数据具体包括：

读取所述实验文件的有效数据区域，然后再按列提取出各个K&C特性REQ数据，所述有效数据区域是指所述实验文件中从第2行第2列到第c行第d列的数据区域。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，c取值58，d取值48。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

根据从所述仿真文件和实验文件中提取出的轮胎垂向受力Fz、轮胎接地点垂向位移Cz以及轮胎中心点垂向位移Hz的REQ数据，按下述方式计算轮胎刚度Kz：

Kz=d（Fz）/d(（Cz-Hz）。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：在计算转向工况的阿克曼百分比时采用最大内轮转向角来计算。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述绘制出的图片还包括：曲线标签，横、纵坐标轴名称以及图片名称，其中所述曲线标签设置在不遮挡所述仿真曲线或实验曲线的位置，所述图片的格式为emf格式。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成K&C特性参数表具体包括：

将根据所述提取的仿真数据和实验数据所分别计算出的零点值或零点梯度值存储在一个66×14实数矩阵，所述66×14实数矩阵进一步分为反映前悬架的36×14矩阵和反映后悬架的30×14矩阵；所述36×14矩阵分为8个矩阵块，用于填写反映前悬架左轮或右轮K&C特性的参数值；所述30×14矩阵分为7个矩阵块，用于填写反映后悬架左轮或右轮K&C特性的参数值；所述每一矩阵块按实验和仿真数据分别再分为两个N×7实数矩阵，N对应于所述工况项目数；

将所述零点值或零点梯度值导入到一个结构对应于所述66×14实数矩阵的xls文件中。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述xls文件包括K&C、rearK&C、trK&C和trrearK&C四个工作簿，其中，K&C和rearK&C工作簿分别用于存储反映前、后悬架K&C特性的参数值，每个工作簿分上下两部分，分别用于存储反映左、右轮悬架K&C特性的参数值；trK&C和trrearK&C工作簿分别链接K&C和rearK&C工作簿中的数据，并且链接所述PPT报告中的数据。