CN111780993B - 一种车轮力测量系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种车轮力测量系统及方法，其中，所述车轮力测量系统利用测量模块实现对待测车辆的车轮六轴力模拟信号的获取，此外，还通过所述数据分析单元自动识别台架试验子工况，统计台架试验进度，判断试验状态：试验夹具状态、试验样件中的弹簧刚度、减震器阻尼、衬套刚度及阻尼、结构件性能。通过通信单元和移动显示单元将上述信息发送至智能终端，实现试验过程的智能远程监控，而不需要到试验现场参看控制器上位机数据，基于经验判断试验状态。
Description
技术领域
本申请涉及车辆工程技术领域，更具体地说，涉及一种车轮力测量系统及方法。
背景技术
在机动车辆开发中，每个零部件的设计均需要经历反复试验及修改优化。为了尽快尽早地发现设计中存在的问题，以大幅缩短开发周期、降低开发成本，往往通过室内台架试验考核机动车辆悬架总成及各部件耐久性。
现有用于台架试验的台架多维轴耦合试验台，例如MTS开发的329多通道台架等，该类型设备需精确复现路试中的车轮六轴载荷，进行整车/悬架系统试验。车轮力的精确测量是台架试验精确与否的关键环节之一。
但现有技术中使用的车轮力测量系统均只能测量待测车辆的车轮六轴力，需要试验人员对获取的车轮六轴力进行进一步的分析，试验效率低下。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供了一种车轮力测量系统及方法，以实现在获取待测车辆的车轮六轴力模拟信号的基础上，集成对车轮六轴力模拟信号进行数据分析的功能的目的，提升了利用车轮力测量系统进行台架试验的效率。
为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：
一种车轮力测量系统，用于获取机动车辆的台架试验信息，所述车轮力测量系统包括：测量模块和数据分析模块；其中，
所述测量模块分别与台架和待测车辆连接，用于获取所述待测车辆的车轮六轴力模拟信号；
所述数据分析模块包括：计算单元、第一识别单元和第二识别单元；其中，
所述计算单元，用于根据所述车轮六轴力模拟信号，获取台架试验子工况数据，并根据所述台架试验子工况数据，获取所述台架试验子工况数据的特征参数和所述台架试验子工况数据对应的子工况试验信息；所述子工况试验信息包括：子工况试验的起止时间和试验进度信息；
所述第一识别单元，用于根据所述台架试验子工况数据确定对应的台架试验子工况；
所述第二识别单元，用于根据所述台架试验子工况数据的特征参数，确定所述台架试验子工况的试验状态。
可选的，所述数据分析模块还包括：通信单元和移动显示单元；其中，
所述通信单元用于获取所述子工况试验信息、所述台架试验子工况数据的特征参数和台架试验子工况的试验状态发送至所述移动显示单元；
所述移动显示单元用于显示接收到的所述子工况试验信息、所述台架试验子工况数据的特征参数和台架试验子工况的试验状态。
可选的，所述第一识别单元为经过多个第一训练样本训练的第一分类模型；
所述第一训练样本为包含台架试验子工况与台架试验子工况数据对应关系的训练样本；
所述第二识别单元为经过多个第二训练样本训练的第二分类模型；
所述第二训练样本为包含台架试验子工况数据的特征参数与台架试验子工况的试验状态对应关系的训练样本。
可选的，所述测量模块包括：轮辋模拟框架、测力单元组、轮毂连接夹具和数据处理单元；其中，
所述轮辋模拟框架固定于所述台架上；
所述轮毂连接夹具固定安装于所述待测车辆车轮的轮毂上；
所述测力单元组的轴向一端与所述轮辋模拟框架固定连接，所述测力单元组的轴向另一端与所述轮毂连接夹具固定连接，用于获取将所述待测车辆的车轮力转换为车轮力电信号；
所述数据处理单元用于获取所述车轮力电信号，并对所述车轮力电信号进行处理后获得所述车轮六轴力模拟信号。
可选的，所述数据处理单元包括：
数据采集单元，用于采集所述车轮力电信号；
解耦计算单元，用于对所述车轮力电信号进行解耦计算，以获得六轴力电信号；
模拟量信号输出单元，用于对所述六轴力电信号进行处理，以获得所述车轮六轴力模拟信号，所述车辆六轴力模拟信号为与车轮六轴力一一对应的电压模拟信号。
可选的，所述测力单元组包括N个三向力传感器，N大于等于3；
N个三向力传感器均匀分布于所述轮辋模拟框架的一个圆周上；
所有所述三相力传感器垂直于预设平面的中心对称轴线与所述轮辋模拟框架垂直于所述预设平面的中心对称轴线的距离相同，所述预设平面平行于所述轮辋模拟框架与所述台架的连接面。
可选的，所述轮辋模拟框架包括：相背设置的第一连接端面和第二连接端面；
所述第一连接端面和第二连接端面的表面形状均为圆环形状；
所述第一连接端面包括多个第一通孔，所述第一通孔用于与所述台架固定连接；
所述第二连接端面包括多个第二通孔，所述第二通孔用于固定所述三向力传感器。
可选的，所述轮毂连接夹具包括：想被设置的第三连接端面和第四连接端面；
所述第三连接端面和第四连接端面的表面形状均为圆环形状；
所述第三连接端面包括多个第三通孔，所述第三通孔用于固定所述三向力传感器；
所述第四连接端面包括多个第四通孔，所述第四通孔用于与所述待测车辆车轮的轮毂固定。
一种车轮力测量方法，应用于上述任一项所述车轮力测量系统，所述车轮力测量方法包括：
提供所述车轮力测量系统；
利用所述车轮力测量系统的测量模块获取待测车辆的车轮六轴力模拟信号；
利用所述车轮力测量系统的计算单元，根据所述车轮六轴力模拟信号，获取台架试验子工况数据，并根据所述台架试验子工况数据，获取所述台架试验子工况数据的特征参数和所述台架试验子工况数据对应的子工况试验信息；所述子工况试验信息包括：子工况试验的起止时间和试验进度信息；
利用所述车轮力测量系统的第一识别单元，根据所述台架试验子工况数据确定对应的台架试验子工况；
利用所述车轮力测量系统的第二识别单元，根据所述台架试验子工况数据的特征参数，确定所述台架试验子工况的试验状态。
从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种车轮力测量系统及方法，其中，所述车轮力测量系统利用测量模块实现对待测车辆的车轮六轴力模拟信号的获取，此外，还通过数据分析模块对车轮六轴力模拟信号进行一系列的数据分析，以实现根据车轮六轴力模拟信号识别台架试验子工况和确定台架试验子工况的试验状态的目的，提升了利用所述车轮力测量系统进行台架试验的效率。
并且所述数据分析模块集成于所述车轮力测量系统中，提高了数据分析模块和外部程序的兼容性，满足台架试验远程监控和智慧型实验室建设的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请的一个实施例提供的一种车轮力测量系统的结构示意图；
图2为本申请的另一个实施例提供的一种车轮力测量系统的结构示意图；
图3为本申请的又一个实施例提供的一种车轮力测量系统的结构示意图；
图4为本申请的再一个实施例提供的一种车轮力测量系统的结构示意图；
图5为本申请的一个实施例提供的轮辋模拟框架、测力单元组和轮毂连接夹具装配体的轴侧投影示意图；
图6为本申请的一个实施例提供的测力单元组和轮毂连接夹具装配体的轴侧投影示意图；
图7为本申请的一个实施例提供的轮辋模拟框架、测力单元组和轮毂连接夹具装配体的XZ平面的投影示意图；
图8为图7中沿AA线的剖面结构示意图；
图9为本申请的一个实施例提供的一种车轮力测量方法的流程示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述，现有技术中的车轮力测量系统只具有测量待测车辆的车轮六轴力的功能，具有诸多的缺点。
具体地，在车辆行驶时，车轮会受到来自地面的六轴激励载荷(车轮六轴力)，具体包括：三个正交方向的力和绕对应轴线方向的三向扭矩。台架试验迭代及耐久试验监控均需要实测轮心六轴载荷。
在现有的台架试验(或称耐久试验)过程中，台架模拟不同工况下道路试验，包括：石块路、方坑、减速坎、制动、转向、扭曲路等，其中，通过石块路时车轮力为随机振动信号，通过方坑及减速坎时为冲击信号，制动、转向、扭曲路等工况时为低频成分为主的信号。不同工况按一定的循环次数均匀组合，组成台架耐久试验序列。试验过程中，车轮力测量系统采集连续的车轮力数据，
目前已有车轮力测量系统均仅实现车轮力的测量，所有数据需经过上位机试验控制软件进行数据分析和试验过程统计。试验控制软件统计工具模块化，功能无法定制，且与第三方软件兼容性差。难以满足耐久试验远程监控和智慧型实验室建设的要求，而车轮力测量系统本身无法实现载荷数据进行智能化处理分析及生成统计信息等。
有鉴于此，本申请实施例提供了一种车轮力测量系统，用于获取机动车辆的台架试验信息，所述车轮力测量系统包括：测量模块和数据分析模块；其中，
所述测量模块分别与台架和待测车辆连接，用于获取所述待测车辆的车轮六轴力模拟信号；
所述数据分析模块包括：计算单元、第一识别单元和第二识别单元；其中，
所述计算单元，用于根据所述车轮六轴力模拟信号，获取台架试验子工况数据，并根据所述台架试验子工况数据，获取所述台架试验子工况数据的特征参数和所述台架试验子工况数据对应的子工况试验信息；所述子工况试验信息包括：子工况试验的起止时间和试验进度信息；
所述第一识别单元，用于根据所述台架试验子工况数据确定对应的台架试验子工况；
所述第二识别单元，用于根据所述台架试验子工况数据的特征参数，确定所述台架试验子工况的试验状态。
所述车轮力测量系统利用测量模块实现对待测车辆的车轮六轴力模拟信号的获取，此外，还通过数据分析模块对车轮六轴力模拟信号进行一系列的数据分析，以实现根据车轮六轴力模拟信号识别台架试验子工况和确定台架试验子工况的试验状态的目的，提升了利用所述车轮力测量系统进行台架试验的效率。
并且所述数据分析模块集成于所述车轮力测量系统中，提高了数据分析模块和外部程序的兼容性，满足台架试验远程监控和智慧型实验室建设的要求。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种车轮力测量系统，如图1所示，用于获取机动车辆的台架试验信息，所述车轮力测量系统包括：测量模块和数据分析模块；其中，
所述测量模块分别与台架和待测车辆连接，用于获取所述待测车辆的车轮六轴力模拟信号；
所述数据分析模块包括：计算单元、第一识别单元和第二识别单元；其中，
所述计算单元，用于根据所述车轮六轴力模拟信号，获取台架试验子工况数据，并根据所述台架试验子工况数据，获取所述台架试验子工况数据的特征参数和所述台架试验子工况数据对应的子工况试验信息；所述子工况试验信息包括：子工况试验的起止时间和试验进度信息；
所述第一识别单元，用于根据所述台架试验子工况数据确定对应的台架试验子工况；
所述第二识别单元，用于根据所述台架试验子工况数据的特征参数，确定所述台架试验子工况的试验状态。
在本实施例中，所述车轮力测量系统利用测量模块实现对待测车辆的车轮六轴力模拟信号的获取，此外，还通过数据分析模块对车轮六轴力模拟信号进行一系列的数据分析，以实现根据车轮六轴力模拟信号识别台架试验子工况和确定台架试验子工况的试验状态的目的，提升了利用所述车轮力测量系统进行台架试验的效率。
在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，如图2所示，所述数据分析模块还包括：通信单元和移动显示单元；其中，
所述通信单元用于获取所述子工况试验信息、所述台架试验子工况数据的特征参数和台架试验子工况的试验状态发送至所述移动显示单元；
所述移动显示单元用于显示接收到的所述子工况试验信息、所述台架试验子工况数据的特征参数和台架试验子工况的试验状态。
在本实施例中，通过所述通信单元和移动显示单元实现所述子工况试验信息、所述台架试验子工况数据的特征参数和台架试验子工况的试验状态的远程显示，无需试验人员到试验现场参看台架控制器上位机中的数据，基于经验判断试验状态。满足了台架试验远程监控和智慧型实验室建设的要求。
在上述实施例的基础上，在本申请的又一个实施例中，所述第一识别单元为经过多个第一训练样本训练的第一分类模型；
所述第一训练样本为包含台架试验子工况与台架试验子工况数据对应关系的训练样本；
所述第二识别单元为经过多个第二训练样本训练的第二分类模型；
所述第二训练样本为包含台架试验子工况数据的特征参数与台架试验子工况的试验状态对应关系的训练样本。
具体地，下面对第一分类模型的训练过程和第二分类模型的训练过程进行说明。
对于第一分类模型而言：
首先开展以便所有的台架试验子工况，保存各个台架试验子工况下的有效试验数据作为标准载荷谱；
然后根据获得的各个台架试验子工况下的标准载荷谱，计算标准载荷谱的特征参数，统计分析各个台架试验子工况下的特征参数差异的显著性，进而筛选出所述第一训练样本；
最后利用机器学习的方法，利用所述第一训练样本训练分类模型，获得所述第一分类模型；所述第一分类模型可以是神经网络或支持向量机等。本申请对此并不做限定。
需要说明的是，载荷谱的特征参数包括：各子工况车轮六轴力(纵向力Fx、侧向力Fy、垂向力Fz、侧倾扭矩Mx、制动力矩My及转向扭矩Mz)的最大值Max，单位：N或N·m；最小值Min，单位：N或N·m；均方根值RMS，单位：N或N·m；伪损伤Pd，单位：无量纲；时长Td，单位：s；、Fz与Mx相关性系数RZX，单位：无量纲；Fz与My相关性系数RZY，单位：无量纲。其中，纵向力Fx表示沿X轴方向的力，同样的，侧向力Fy表示沿Y轴方向的力，Fz表示沿Z轴方向的力；侧倾扭矩Mx表示沿X轴方向的扭矩，制动力矩My表示沿y轴方向的扭矩，转向扭矩Mz表示沿Z轴方向的扭矩；坐标系XYZ为以平行于轮辋模拟框架平面为XZ平面建立的左手坐标系。
对于第二分类模型而言：
首先采集已完成的m个车型的台架试验过程中的试验过程数据和对应的试验状态，其中，m为大于或等于3的自然数；
然后建立不同实验状态下的各台架试验子工况下的特征参数的数据库，所述数据库中存储有多个包含所述特征参数与台架试验子工况的试验状态对应关系的第二训练样本；
最后利用机器学习的方法，利用所述第二训练样本训练分类模型，获得所述第二分类模型；所述第二分类模型可以是神经网络或支持向量机等。本申请对此并不做限定。
需要说明的是，试验状态参数包括：
a)试验夹具刚度Kf，单位：N/m；
b)试验样件中的弹簧刚度Ks，单位：N/m；减震器阻尼Cd，单位：N/(m/s)；衬套刚度Kb，单位：N/m；衬套阻尼Cb，单位：N/(m/s)；结构件刚度Kc，单位：N/m；稳定杆扭转刚度KTS，单位：N/m；减震器温度Td，单位：℃；衬套温度Tb，单位：℃。
下面对本申请实施例提供的测量模块的具体结构进行说明，参考图3，所述测量模块包括：轮辋模拟框架、测力单元组、轮毂连接夹具和数据处理单元；其中，
所述轮辋模拟框架固定于所述台架上；
所述轮毂连接夹具固定安装于所述待测车辆车轮的轮毂上；
所述测力单元组的轴向一端与所述轮辋模拟框架固定连接，所述测力单元组的轴向另一端与所述轮毂连接夹具固定连接，用于获取将所述待测车辆的车轮力转换为车轮力电信号；
所述数据处理单元用于获取所述车轮力电信号，并对所述车轮力电信号进行处理后获得所述车轮六轴力模拟信号。
参考图4，所述数据处理单元包括：
数据采集单元，用于采集所述车轮力电信号；
解耦计算单元，用于对所述车轮力电信号进行解耦计算，以获得六轴力电信号；
模拟量信号输出单元，用于对所述六轴力电信号进行处理，以获得所述车轮六轴力模拟信号，所述车辆六轴力模拟信号为与车轮六轴力一一对应的电压模拟信号。
具体地，参考图5、图6、图7和图8，图5为所述轮辋模拟框架、测力单元组和轮毂连接夹具装配体的轴侧投影示意图；与描述车轮六轴力时的坐标系相同，图5-图8中的坐标系XYZ为以平行于轮辋模拟框架平面为XZ平面建立的左手坐标系
图6为测力单元组和轮毂连接夹具装配体的轴侧投影示意图；
图7为轮辋模拟框架、测力单元组和轮毂连接夹具装配体的XZ平面的投影示意图；
图8为图7中沿AA线的剖面结构示意图。
所述测力单元组包括N个三向力传感器，N大于等于3；
N个三向力传感器均匀分布于所述轮辋模拟框架的一个圆周上；
所有所述三相力传感器垂直于预设平面的中心对称轴线与所述轮辋模拟框架垂直于所述预设平面的中心对称轴线的距离相同，所述预设平面平行于所述轮辋模拟框架与所述台架的连接面。
所述轮辋模拟框架包括：相背设置的第一连接端面和第二连接端面；
所述第一连接端面和第二连接端面的表面形状均为圆环形状；
所述第一连接端面包括多个第一通孔，所述第一通孔用于与所述台架固定连接；
所述第二连接端面包括多个第二通孔，所述第二通孔用于固定所述三向力传感器。
所述轮毂连接夹具包括：想被设置的第三连接端面和第四连接端面；
所述第三连接端面和第四连接端面的表面形状均为圆环形状；
所述第三连接端面包括多个第三通孔，所述第三通孔用于固定所述三向力传感器；
所述第四连接端面包括多个第四通孔，所述第四通孔用于与所述待测车辆车轮的轮毂固定。
由于所述测量模块中的机械部分采用轮辋模拟框架、测力单元组和轮毂连接夹具三部分构成的组合式方案构成，可根据待测量载荷大小选择不同数量的测力单元，并设计相应的轮辋模拟框架及轮毂连接夹具，同时解耦计算单元可灵活编辑，避免机械部分采用整体式结构方案时测量系统量程取决弹性体结构而无法提高、贴片及测量电路复杂且解耦困难等问题，本发明的技术方案中测量模块量程调整空间大，同时测量模块中的测力单元互换性好，因此可大幅提高测量模块的可维修性；
进一步的，通过所述数据分析单元自动识别台架试验子工况，统计台架试验进度，判断试验状态：试验夹具状态、试验样件中的弹簧刚度、减震器阻尼、衬套刚度及阻尼、结构件性能。通过通信单元和移动显示单元将上述信息发送至智能终端，实现试验过程的智能远程监控，而不需要到试验现场参看控制器上位机数据，基于经验判断试验状态。
下面对本申请实施例提供的车轮力测量方法进行描述，下文描述的车轮力测量方法可与上文描述的车轮力测量系统相互对应参照。
相应的，本申请实施例提供了一种车轮力测量方法，如图9所示，应用于上述任一实施例所述车轮力测量系统，所述车轮力测量方法包括：
S101：提供所述车轮力测量系统；
S102：利用所述车轮力测量系统的测量模块获取待测车辆的车轮六轴力模拟信号；
S103：利用所述车轮力测量系统的计算单元，根据所述车轮六轴力模拟信号，获取台架试验子工况数据，并根据所述台架试验子工况数据，获取所述台架试验子工况数据的特征参数和所述台架试验子工况数据对应的子工况试验信息；所述子工况试验信息包括：子工况试验的起止时间和试验进度信息；
S104：利用所述车轮力测量系统的第一识别单元，根据所述台架试验子工况数据确定对应的台架试验子工况；
S105：利用所述车轮力测量系统的第二识别单元，根据所述台架试验子工况数据的特征参数，确定所述台架试验子工况的试验状态。
综上所述，本申请实施例提供了一种车轮力测量系统及方法，其中，所述车轮力测量系统利用测量模块实现对待测车辆的车轮六轴力模拟信号的获取，此外，还通过数据分析模块对车轮六轴力模拟信号进行一系列的数据分析，以实现根据车轮六轴力模拟信号识别台架试验子工况和确定台架试验子工况的试验状态的目的，提升了利用所述车轮力测量系统进行台架试验的效率。
并且由于所述测量模块中的机械部分采用轮辋模拟框架、测力单元组和轮毂连接夹具三部分构成的组合式方案构成，可根据待测量载荷大小选择不同数量的测力单元，并设计相应的轮辋模拟框架及轮毂连接夹具，同时解耦计算单元可灵活编辑，避免机械部分采用整体式结构方案时测量系统量程取决弹性体结构而无法提高、贴片及测量电路复杂且解耦困难等问题，本发明的技术方案中测量模块量程调整空间大，同时测量模块中的测力单元互换性好，因此可大幅提高测量模块的可维修性；
进一步的，通过所述数据分析单元自动识别台架试验子工况，统计台架试验进度，判断试验状态：试验夹具状态、试验样件中的弹簧刚度、减震器阻尼、衬套刚度及阻尼、结构件性能。通过通信单元和移动显示单元将上述信息发送至智能终端，实现试验过程的智能远程监控，而不需要到试验现场参看控制器上位机数据，基于经验判断试验状态。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种车轮力测量系统，其特征在于，用于获取机动车辆的台架试验信息，所述车轮力测量系统包括：测量模块和数据分析模块；其中，
所述测量模块分别与台架和待测车辆连接，用于获取所述待测车辆的车轮六轴力模拟信号；
所述数据分析模块包括：计算单元、第一识别单元和第二识别单元；其中，
所述计算单元，用于根据所述车轮六轴力模拟信号，获取台架试验子工况数据，并根据所述台架试验子工况数据，获取所述台架试验子工况数据的特征参数和所述台架试验子工况数据对应的子工况试验信息；所述子工况试验信息包括：子工况试验的起止时间和试验进度信息；
所述第一识别单元，用于根据所述台架试验子工况数据确定对应的台架试验子工况；所述第一识别单元为经过多个第一训练样本训练的第一分类模型；
所述第二识别单元，用于根据所述台架试验子工况数据的特征参数，确定所述台架试验子工况的试验状态；所述第二识别单元为经过多个第二训练样本训练的第二分类模型；
其中，所述第一分配模型的获取过程，包括：
基于所有子工况试验所获得的各个台架试验子工况下的标准载荷谱，计算各个标准载荷谱的特征参数；所述特征参数包括：各子工况车轮六轴力的最大值、各子工况车轮六轴力的最小值、各子工况车轮六轴力的均方根值、伪损伤、垂向力与侧倾扭矩的相关性系数、垂向力与制动力矩的相关性系数；所述车轮六轴力包括纵向力、侧向力、垂向力、侧倾扭矩、制动力矩及转向扭矩；
统计分析各个台架试验子工况下的特征参数差异的显著性，并筛选出所述第一训练样本；
通过机器学习的方法利用所述第一训练样本训练分类模型，获得所述第一分类模型；
其中，所述第二分类模型的获取过程，包括：
获取已完成的m个车型的台架试验过程中的台架试验过程数据和对应好难过的实验状态参数，其中，m为大于或等于3的自然数；所述试验状态参数包括：试验夹具刚度、试验样件中的弹簧刚度、减震器阻尼、衬套刚度、衬套阻尼、结构件刚度、稳定杆扭转刚度、减震器温度、衬套温度；
确定包含台架试验子工况数据的特征参数与台架试验子工况的试验状态对应关系的第二训练样本；
通过机器学习的方法利用所述第二训练样本训练分类模型，获得所述第二分类模型。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据分析模块还包括：通信单元和移动显示单元；其中，
所述通信单元用于获取所述子工况试验信息、所述台架试验子工况数据的特征参数和台架试验子工况的试验状态发送至所述移动显示单元；
所述移动显示单元用于显示接收到的所述子工况试验信息、所述台架试验子工况数据的特征参数和台架试验子工况的试验状态。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测量模块包括：轮辋模拟框架、测力单元组、轮毂连接夹具和数据处理单元；其中，
所述轮辋模拟框架固定于所述台架上；
所述轮毂连接夹具固定安装于所述待测车辆车轮的轮毂上；
所述测力单元组的轴向一端与所述轮辋模拟框架固定连接，所述测力单元组的轴向另一端与所述轮毂连接夹具固定连接，用于获取将所述待测车辆的车轮力转换为车轮力电信号；
所述数据处理单元用于获取所述车轮力电信号，并对所述车轮力电信号进行处理后获得所述车轮六轴力模拟信号。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述数据处理单元包括：
数据采集单元，用于采集所述车轮力电信号；
解耦计算单元，用于对所述车轮力电信号进行解耦计算，以获得六轴力电信号；
模拟量信号输出单元，用于对所述六轴力电信号进行处理，以获得所述车轮六轴力模拟信号，所述车辆六轴力模拟信号为与车轮六轴力一一对应的电压模拟信号。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述测力单元组包括N个三向力传感器，N大于等于3；
N个三向力传感器均匀分布于所述轮辋模拟框架的一个圆周上；
所有所述三向力传感器垂直于预设平面的中心对称轴线与所述轮辋模拟框架垂直于所述预设平面的中心对称轴线的距离相同，所述预设平面平行于所述轮辋模拟框架与所述台架的连接面。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述轮辋模拟框架包括：相背设置的第一连接端面和第二连接端面；
所述第一连接端面和第二连接端面的表面形状均为圆环形状；
所述第一连接端面包括多个第一通孔，所述第一通孔用于与所述台架固定连接；
所述第二连接端面包括多个第二通孔，所述第二通孔用于固定所述三向力传感器。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述轮毂连接夹具包括：想被设置的第三连接端面和第四连接端面；
所述第三连接端面和第四连接端面的表面形状均为圆环形状；
所述第三连接端面包括多个第三通孔，所述第三通孔用于固定所述三向力传感器；
所述第四连接端面包括多个第四通孔，所述第四通孔用于与所述待测车辆车轮的轮毂固定。
8.一种车轮力测量方法，其特征在于，应用于权利要求1-7任一项所述车轮力测量系统，所述车轮力测量方法包括：
提供所述车轮力测量系统；
利用所述车轮力测量系统的测量模块获取待测车辆的车轮六轴力模拟信号；
利用所述车轮力测量系统的计算单元，根据所述车轮六轴力模拟信号，获取台架试验子工况数据，并根据所述台架试验子工况数据，获取所述台架试验子工况数据的特征参数和所述台架试验子工况数据对应的子工况试验信息；所述子工况试验信息包括：子工况试验的起止时间和试验进度信息；
利用所述车轮力测量系统的第一识别单元，根据所述台架试验子工况数据确定对应的台架试验子工况；
利用所述车轮力测量系统的第二识别单元，根据所述台架试验子工况数据的特征参数，确定所述台架试验子工况的试验状态。
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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| CN203037463U (zh) * | 2012-11-22 | 2013-07-03 | 上海汽车集团股份有限公司 | 车辆性能及道路试验台换挡系统 |
| CN103786533B (zh) * | 2014-02-28 | 2016-06-29 | 安徽农业大学 | 一种汽车行驶过程中轮胎载荷实时监测系统 |
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|---|---|---|---|---|
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