CN112129546A - 悬置系统模态参数测试的方法、装置、计算机设备及介质 - Google Patents

悬置系统模态参数测试的方法、装置、计算机设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种悬置系统模态参数测试的方法、装置、计算机设备及介质。该悬置系统模态参数测试的方法包括：获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息以及所述台架的台面中心位置加速度信息；基于所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息确定所述驾驶室悬置系统的模态参数矩阵；根据所述模态参数矩阵构建所述驾驶室悬置系统的状态转移方程，并根据所述状态转移方程确定所述驾驶室悬置系统的刚体模态参数。本发明实施例的技术方案，以实现减小模态参数测试误差，提高驾驶室悬置系统的隔振能力，且提高车辆舒适性和安全性。

Description

悬置系统模态参数测试的方法、装置、计算机设备及介质
技术领域
本发明实施例涉及商用车振动噪声技术领域，尤其涉及一种悬置系统模态参数测试的方法、装置、计算机设备及介质。
背景技术
在车辆行驶过程中，当外界激励与车辆某一部件频率相近时，将会产生共振，强烈的共振会使车辆零件的使用寿命大大减少。驾驶室的隔振主要是由悬置系统承担的，驾驶室悬置系统是指利用弹簧阻尼元件构成悬置系统，将驾驶室悬置在车架上，而评价驾驶室悬置系统隔振性能的主要指标是刚体模态参数。
目前，驾驶室悬置系统含有很强的阻尼机置，则阻尼比很高，同时，由于驾驶室局部刚度有限，现有技术的模态参数测试方法所采用的力锤或者激振器等点激励的方式，力的幅值大小受限，则将导致模态参数测试方法能量输入不足，且模态参数测试的误差较大。
发明内容
本发明实施例提供一种悬置系统模态参数测试的方法、装置、计算机设备及介质，以实现减小模态参数测试误差，提高驾驶室悬置系统的隔振能力，且提高车辆舒适性和安全性。
第一方面，本发明实施例提供了一种悬置系统模态参数测试的方法，该方法包括：
获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息以及所述台架的台面中心位置加速度信息；
基于所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息确定所述驾驶室悬置系统的模态参数矩阵；
根据所述模态参数矩阵构建所述驾驶室悬置系统的状态转移方程，并根据所述状态转移方程确定所述驾驶室悬置系统的刚体模态参数。
可选的，获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息以及所述台架的台面中心位置加速度信息，包括：
获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的多个台架激励位置的第一震动加速度信息，并根据所述第一震动加速度信息确定所述驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息；以及，
获取所述台架的多个台架激励位置的第二震动加速度信息，并根据所述第二震动加速度信息确定所述台架的台面中心位置加速度信息。
可选的，所述台架采用六自由度振动台架；
相应的，获取所述台架的多个台架激励位置的第二震动加速度信息，包括：
通过布置在所述六自由度振动台架上的多个三向加速度传感器采集多个台架激励位置的第二震动加速度信息。
可选的，获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的多个台架激励位置的第一震动加速度信息，包括：
通过布置在固定在所述六自由度振动台架上的驾驶室悬置系统的多个三向加速度传感器采集多个台架激励位置的第一震动加速度信息。
可选的，基于所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息确定所述驾驶室悬置系统的模态参数矩阵，包括：
根据所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息确定所述驾驶室悬置系统与所述台架的相对加速度信息；
基于所述相对加速度信息通过最小二乘法确定所述驾驶室悬置系统的刚体加速度信息，并根据所述刚体加速度信息确定所述模态参数矩阵；
其中，通过最小二乘法得到刚体加速度信息具体为：
Figure BDA0002702070910000031
式中：+号表示广义逆；
Figure BDA0002702070910000032
为刚体加速度；T为系数矩阵；a为刚体平动加速度。
可选的，在根据所述刚体加速度信息确定所述模态参数矩阵之前，还包括：
获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的台架驾驶室运动方程；
相应的，根据所述刚体加速度信息确定所述模态参数矩阵，包括：
根据所述刚体加速度信息和所述台架驾驶室运动方程构建所述模态参数矩阵；
其中，所述模态参数矩阵具体为：
[M-1C M-1K]＝[Re(Y) Im(Y)][Re(X) Im(X)]+
式中：M-1为驾驶室的质量矩阵逆矩阵；C为驾驶室悬置系统的阻尼矩阵；K为驾驶室悬置系统的刚度矩阵；实部Re和虚部Im。
可选的，所述刚体模态参数包括所述驾驶室悬置系统的模态频率、阻尼比和模态振型。
第二方面，本发明实施例还提供了一种悬置系统模态参数测试的装置，该装置包括：
信息获取模块，用于获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息以及所述台架的台面中心位置加速度信息；
矩阵生成模块，用于基于所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息确定所述驾驶室悬置系统的模态参数矩阵；
参数确定模块，用于根据所述模态参数矩阵构建所述驾驶室悬置系统的状态转移方程，并根据所述状态转移方程确定所述驾驶室悬置系统的刚体模态参数。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储多个程序，
当所述多个程序中的至少一个被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现本发明第一方面实施例所提供的悬置系统模态参数测试的方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明第一方面实施例所提供的悬置系统模态参数测试的方法。
本发明实施例的技术方案，通过获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息以及所述台架的台面中心位置加速度信息；基于所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息确定所述驾驶室悬置系统的模态参数矩阵；根据所述模态参数矩阵构建所述驾驶室悬置系统的状态转移方程，并根据所述状态转移方程确定所述驾驶室悬置系统的刚体模态参数。解决现有技术的模态参数测试方法力的幅值大小受限导致能量输入不足，且模态参数测试的误差较大的问题，以实现减小模态参数测试误差，提高驾驶室悬置系统的隔振能力，且提高车辆舒适性和安全性。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种悬置系统模态参数测试的方法的流程示意图；
图2是本发明实施例二提供的一种悬置系统模态参数测试的方法的流程示意图；
图3是本发明实施例三提供的一种悬置系统模态参数测试的装置的结构示意图；
图4是本发明实施例四提供的一种计算机设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种悬置系统模态参数测试的方法的流程示意图，本实施例可适用于对驾驶室悬置系统的隔振性能进行评价的情况，该方法可以由悬置系统模态参数测试的装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的形式实现。具体包括如下步骤：
S110、获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息以及所述台架的台面中心位置加速度信息。
在本实施例中，将待测试的驾驶室悬置系统固定在台架上，台架可以为振动台架，可选的，台架可以采用六自由度振动台架，驾驶室悬置系统为待测试驾驶室通过悬置系统组成的可以用于固定在台架上的驾驶室悬置系统。
其中，驾驶室质心加速度信息可以为驾驶室悬置系统的六向加速度，台面中心位置加速度信息可以为台架中心点的六向加速度。
具体的，通过对台架以及驾驶室悬置系统分别布置多个三向加速度传感器，利用振动采集设备采集不同方向的激励下的台架以及驾驶室悬置系统对应的三向加速度传感器产生的信号，振动采集设备可以采用LMS振动采集设备，为了提高信号识别的精度，在对台架以及驾驶室悬置系统进行测试时，台架以及驾驶室悬置系统的激励可以采用不同方向，进而产生单频正弦信号，以实现依次进行采集。
进一步的，获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息以及所述台架的台面中心位置加速度信息，包括：获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的多个台架激励位置的第一震动加速度信息，并根据所述第一震动加速度信息确定所述驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息；以及，获取所述台架的多个台架激励位置的第二震动加速度信息，并根据所述第二震动加速度信息确定所述台架的台面中心位置加速度信息。
在本实施例中，所述台架采用六自由度振动台架；相应的，获取所述台架的多个台架激励位置的第二震动加速度信息，包括：通过布置在所述六自由度振动台架上的多个三向加速度传感器采集多个台架激励位置的第二震动加速度信息。相应的，获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的多个台架激励位置的第一震动加速度信息，包括：通过布置在固定在所述六自由度振动台架上的驾驶室悬置系统的多个三向加速度传感器采集多个台架激励位置的第一震动加速度信息。
示例性的，在台架上布置4个三向加速度传感器，驾驶室悬置系统上布置4个三向加速度传感器，则通过采集布置在台架上的4个三向加速度传感器得到第二震动加速度信息，通过采集布置驾驶室悬置系统上的4个三向加速度传感器得到第一震动加速度信息。可以理解的是，多个台架激励位置即为对台架以及驾驶室悬置系统进行多个不同方向的激励位置，每个台架激励位置对应设置三向加速度传感器，以实现对每个台架激励位置产生的信号进行采集，则三向加速度传感器的数量可以由所需检测到的台架激励位置数量决定，两者均可以由本领域技术人员进行选择设置，本实施例对此不作任何限制。
具体的，根据所述第一震动加速度信息利用刚体加速度求解方法可以确定所述驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息，根据所述第二震动加速度信息利用刚体加速度求解方法可以确定所述台架的台面中心位置加速度信息。
S120、基于所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息确定所述驾驶室悬置系统的模态参数矩阵。
在本实施例中，模态参数矩阵可以包括带质量修正的阻尼矩阵和刚度矩阵。
进一步的，基于所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息确定所述驾驶室悬置系统的模态参数矩阵，包括：根据所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息确定所述驾驶室悬置系统与所述台架的相对加速度信息；基于所述相对加速度信息通过最小二乘法确定所述驾驶室悬置系统的刚体加速度信息，并根据所述刚体加速度信息确定所述模态参数矩阵；其中，通过最小二乘法得到刚体加速度信息具体为：
Figure BDA0002702070910000081
式中：+号表示广义逆；
Figure BDA0002702070910000082
为刚体加速度；T为系数矩阵；a为刚体平动加速度。在根据所述刚体加速度信息确定所述模态参数矩阵之前，还包括：获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的台架驾驶室运动方程；相应的，根据所述刚体加速度信息确定所述模态参数矩阵，包括：根据所述刚体加速度信息和所述台架驾驶室运动方程构建所述模态参数矩阵；其中，所述模态参数矩阵具体为：
[M-1C M-1K]＝[Re(Y) Im(Y)][Re(X) Im(X)]+
式中：M-1为驾驶室的质量矩阵逆矩阵；C为驾驶室悬置系统的阻尼矩阵；K为驾驶室悬置系统的刚度矩阵；实部Re和虚部Im。
具体的，将所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息进行傅利叶变换，并利用所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息求得驾驶室悬置系统与台架的相对加速度，之后利用最小二乘法确定所述驾驶室悬置系统的刚体加速度信息，并根据所述刚体加速度信息辨识带质量修正的刚度矩阵和阻尼矩阵。
S130、根据所述模态参数矩阵构建所述驾驶室悬置系统的状态转移方程，并根据所述状态转移方程确定所述驾驶室悬置系统的刚体模态参数。
其中，所述刚体模态参数包括所述驾驶室悬置系统的模态频率、阻尼比和模态振型。
具体的，驾驶室悬置系统的刚体模态参数为第i阶刚体模态对应的参数，即第i阶模态频率、第i阶阻尼比和第i阶模态振型，可以理解的是，在本实施例中，对高阻尼比、局部刚度有限的驾驶室悬置系统通过刚体模态参数实现驾驶室悬置系统的刚体模态测试。
本发明实施例的技术方案，通过获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息以及所述台架的台面中心位置加速度信息；基于所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息确定所述驾驶室悬置系统的模态参数矩阵；根据所述模态参数矩阵构建所述驾驶室悬置系统的状态转移方程，并根据所述状态转移方程确定所述驾驶室悬置系统的刚体模态参数。解决现有技术的模态参数测试方法力的幅值大小受限导致能量输入不足，且模态参数测试的误差较大的问题，以实现减小模态参数测试误差，提高驾驶室悬置系统的隔振能力，且提高车辆舒适性和安全性。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种悬置系统模态参数测试的方法的流程示意图。本实施例以上述实施例为基础进行优化。
相应的，本实施例的方法具体包括：
S210、获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的多个台架激励位置的第一震动加速度信息，并根据所述第一震动加速度信息确定所述驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息；以及，
获取所述台架的多个台架激励位置的第二震动加速度信息，并根据所述第二震动加速度信息确定所述台架的台面中心位置加速度信息。
具体的，所述台架采用六自由度振动台架，将驾驶室通过悬置系统固定于六自由度振动台架上，利用六自度振动台进行激励，当前驾驶室与整车安装状态较一致，输入激励充分，且精度高，可选的，六自度振动台架可以采用0-25Hz单自度粉红噪声激励，也可以采用六个方向单独的单频步近正弦激励。
示例性的，获取所述台架的多个台架激励位置的第二震动加速度信息，包括：通过布置在所述六自由度振动台架上的多个三向加速度传感器采集多个台架激励位置的第二震动加速度信息。获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的多个台架激励位置的第一震动加速度信息，包括：通过布置在固定在所述六自由度振动台架上的驾驶室悬置系统的多个三向加速度传感器采集多个台架激励位置的第一震动加速度信息。
进一步的，根据所述第一震动加速度信息利用刚体加速度求解方法可以确定所述驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息，根据所述第二震动加速度信息利用刚体加速度求解方法可以确定所述台架的台面中心位置加速度信息，在本实施例中的驾驶室质心加速度信息和台面中心位置加速度信息可以由下述刚体加速度求解方法求得。
S220、根据所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息确定所述驾驶室悬置系统与所述台架的相对加速度信息。
S230、基于所述相对加速度信息通过最小二乘法确定所述驾驶室悬置系统的刚体加速度信息，并根据所述刚体加速度信息确定所述模态参数矩阵；
其中，通过最小二乘法得到刚体加速度信息具体为：
Figure BDA0002702070910000111
式中：+号表示广义逆；
Figure BDA0002702070910000112
为刚体加速度；T为系数矩阵；a为刚体平动加速度。
其中，刚体加速度求解方法，原理推导如下：
刚体在平衡位置附近微小转动，刚体上任一点p的加速度a为：
a＝a0+ε×rp (1)
式中：
a0为刚体平动加速度；
ε刚体转动加速度；
rp为点p在刚体上的矢径。
将式(1)写成矩阵形式：
Figure BDA0002702070910000113
式中：
Figure BDA0002702070910000114
为系数矩阵；
Figure BDA0002702070910000115
为刚体加速度。
由式(2)可知，如果已知刚体上任意N(N≥2)点加速度，可得扩容方程：
Figure BDA0002702070910000121
采用最小二乘法，由式(3)可得刚体加速度为：
Figure BDA0002702070910000122
式中，+号表示广义逆。
进一步的，在根据所述刚体加速度信息确定所述模态参数矩阵之前，还包括：获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的台架驾驶室运动方程；相应的，根据所述刚体加速度信息确定所述模态参数矩阵，包括：根据所述刚体加速度信息和所述台架驾驶室运动方程构建所述模态参数矩阵；
其中，所述模态参数矩阵具体为：
[M-1C M-1K]＝[Re(Y) Im(Y)][Re(X) Im(X)]+
式中：M-1为驾驶室的质量矩阵逆矩阵；C为驾驶室悬置系统的阻尼矩阵；K为驾驶室悬置系统的刚度矩阵；实部Re和虚部Im。
具体的，台架驾驶室运动方程如下：
Figure BDA0002702070910000123
式中：
xc＝[rcx rcy rcz θcx θcy θcz]T为驾驶室质心的六个方向位移矩阵；
xo＝[rox roy roz θox θoy θoz]T为台架中心的六个方向位移矩阵；
xr＝xc-xo为驾驶室质心与台架的相对位移。
Figure BDA0002702070910000124
为驾驶室质心与台架的相对速度；
Figure BDA0002702070910000131
为驾驶室质心与台架的相对加速度；
Figure BDA0002702070910000132
为台架中心的六个方向加速度矩阵
M为驾驶室的质量矩阵；
M-1为驾驶室的质量矩阵逆矩阵；
C为驾驶室悬置系统的阻尼矩阵；
K为驾驶室悬置系统的刚度矩阵。
对式(5)进行傅式变换得：
(-ω2+jωM-1C+M-1K)Xr＝ω2Xo (6)
式中：
ω为圆频率；
j为虚数单位；
Xr为驾驶室质心与台架的相对位移傅式变换；
Xo为台架中心的六个方向位移矩阵傅式变换；
Xc＝Xr+Xo驾驶室质心的六个方向位移矩阵傅式变换。
式(6)移项，整理成矩阵形式，两边同乘-ω2得到：
Figure BDA0002702070910000133
式中：
Figure BDA0002702070910000134
为驾驶室质心与台架的相对加速度傅氏变换；
Figure BDA0002702070910000135
为驾驶室质心加速度傅氏变换。
针对第s(s＝1，2，…，Ns)次测量的，第i(i＝1，2，…，Ni)个频谱条数，令：
Figure BDA0002702070910000141
Figure BDA0002702070910000142
代入式(7)中得：
[M-1C M-1K]Xsi＝Ysi (8)
考虑第s测量的Ni频谱条数有：
Xs＝[Xs1 Xs2 … XsNi]
Ys＝[Ys1 Ys2 … YsNi]
对于Ns次测量数据有：
X＝[X1 X2 … XNs]
Y＝[Y1 Y2 … YNs]
将式(8)扩容得：
[M-1C M-1K]X＝Y (9)
考虑式(9)的实部Re和虚部Im，得：
[M-1C M-1K]Re(X)＝Re(Y) (10a)
[M-1C M-1K]Im(X)＝Im(Y) (10b)
由式(10a)和(10b)可得：
[M-1C M-1K]＝[Re(Y) Im(Y)][Re(X) Im(X)]+ (11)
由式(11)既可辨识得到带质量修正的阻尼矩阵和刚度矩阵，即模态参数矩阵。
S240、根据所述模态参数矩阵构建所述驾驶室悬置系统的状态转移方程，并根据所述状态转移方程确定所述驾驶室悬置系统的刚体模态参数。
考虑一般系统的自由振动方程：
Figure BDA0002702070910000151
式中：
M、C、K分别代表系统的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵；
x为系统的位移矩阵；
Figure BDA0002702070910000152
为系统的速度矩阵；
Figure BDA0002702070910000153
为系统的加速度矩阵。
式(12)进行拉氏变换得：
λ2MX+λCX+KX＝0 (13)
式中：
λ是复数参量；
X为系统的位移矩阵拉氏变换。
考虑恒等式：
λMX-λMX＝0 (14)
令
Figure BDA0002702070910000154
则由式(14)和式(13)可得：
Figure BDA0002702070910000155
式中：E为单位矩阵。
令
Figure BDA0002702070910000156
则
Figure BDA0002702070910000157
代入式(15)得：
(λE-A)p＝0 (16)
其中，A为驾驶室悬置系统的状态转移方程。
进一步的，由式(16)可得，驾驶室悬置系统的刚体模态为：
1)特征值
Figure BDA0002702070910000161
2)特征向量
Figure BDA0002702070910000162
其中：
Figure BDA0002702070910000163
式中：ωi为第i阶模态频率；
ζi第i阶模态阻尼比。
因此，由式(19)可得，驾驶室悬置系统第i阶刚体模态对应的刚体模态参数为：
1)模态频率：
Figure BDA0002702070910000164
2)阻尼比：ζi＝-Re(λi)/ωi；
3)模态振型：
Figure BDA0002702070910000165
本发明实施例的技术方案，采用六自由度台架的基础激励，能量输入充分，不会引起结构局部变形，从而保证测试的精度；采用基于最小二乘辨识方法的刚体加速度求解方法，从而确保求得刚体加速度的误差最小；采用带质量修正的阻尼矩阵和刚度矩阵，构造状态转移矩阵求解模态参数的方法，确保能够准确辨识六个驾驶室悬置系统的刚体模态。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种悬置系统模态参数测试的装置的结构示意图，本实施例可适用于对驾驶室悬置系统的隔振性能进行评价的情况。
如图3所示，所述装置包括：信息获取模块310、矩阵生成模块320和参数确定模块330，其中：
信息获取模块310，用于获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息以及所述台架的台面中心位置加速度信息；
矩阵生成模块320，用于基于所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息确定所述驾驶室悬置系统的模态参数矩阵；
参数确定模块330，用于根据所述模态参数矩阵构建所述驾驶室悬置系统的状态转移方程，并根据所述状态转移方程确定所述驾驶室悬置系统的刚体模态参数。
本实施例的悬置系统模态参数测试的装置，通过获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息以及所述台架的台面中心位置加速度信息；基于所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息确定所述驾驶室悬置系统的模态参数矩阵；根据所述模态参数矩阵构建所述驾驶室悬置系统的状态转移方程，并根据所述状态转移方程确定所述驾驶室悬置系统的刚体模态参数。解决现有技术的模态参数测试方法力的幅值大小受限导致能量输入不足，且模态参数测试的误差较大的问题，以实现减小模态参数测试误差，提高驾驶室悬置系统的隔振能力，且提高车辆舒适性和安全性。
在上述各实施例的基础上，获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息以及所述台架的台面中心位置加速度信息，包括：
获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的多个台架激励位置的第一震动加速度信息，并根据所述第一震动加速度信息确定所述驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息；以及，
获取所述台架的多个台架激励位置的第二震动加速度信息，并根据所述第二震动加速度信息确定所述台架的台面中心位置加速度信息。
在上述各实施例的基础上，所述台架采用六自由度振动台架；
相应的，获取所述台架的多个台架激励位置的第二震动加速度信息，包括：
通过布置在所述六自由度振动台架上的多个三向加速度传感器采集多个台架激励位置的第二震动加速度信息。
在上述各实施例的基础上，获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的多个台架激励位置的第一震动加速度信息，包括：
通过布置在固定在所述六自由度振动台架上的驾驶室悬置系统的多个三向加速度传感器采集多个台架激励位置的第一震动加速度信息。
在上述各实施例的基础上，基于所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息确定所述驾驶室悬置系统的模态参数矩阵，包括：
根据所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息确定所述驾驶室悬置系统与所述台架的相对加速度信息；
基于所述相对加速度信息通过最小二乘法确定所述驾驶室悬置系统的刚体加速度信息，并根据所述刚体加速度信息确定所述模态参数矩阵；
其中，通过最小二乘法得到刚体加速度信息具体为：
Figure BDA0002702070910000181
式中：+号表示广义逆；
Figure BDA0002702070910000182
为刚体加速度；T为系数矩阵；a为刚体平动加速度。
在上述各实施例的基础上，在根据所述刚体加速度信息确定所述模态参数矩阵之前，还包括：
获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的台架驾驶室运动方程；
相应的，根据所述刚体加速度信息确定所述模态参数矩阵，包括：
根据所述刚体加速度信息和所述台架驾驶室运动方程构建所述模态参数矩阵；
其中，所述模态参数矩阵具体为：
[M-1C M-1K]＝[Re(Y) Im(Y)][Re(X) Im(X)]+
式中：M-1为驾驶室的质量矩阵逆矩阵；C为驾驶室悬置系统的阻尼矩阵；K为驾驶室悬置系统的刚度矩阵；实部Re和虚部Im。
在上述各实施例的基础上，所述刚体模态参数包括所述驾驶室悬置系统的模态频率、阻尼比和模态振型。
上述各实施例所提供的悬置系统模态参数测试的装置可执行本发明任意实施例所提供的悬置系统模态参数测试的方法，具备执行悬置系统模态参数测试的方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的一种计算机设备的结构示意图，如图4所示，该计算机设备包括处理器410、存储器420、输入装置430和输出装置440；计算机设备中处理器410的数量可以是一个或多个，图4中以一个处理器410为例；计算机设备中的处理器410、存储器420、输入装置430和输出装置440可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
存储器420作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的悬置系统模态参数测试的方法对应的程序指令/模块(例如，悬置系统模态参数测试的装置中的信息获取模块310、矩阵生成模块320和参数确定模块330)。处理器410通过运行存储在存储器420中的软件程序、指令以及模块，从而执行计算机设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的悬置系统模态参数测试的方法。
存储器420可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器420可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器420可进一步包括相对于处理器410远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置430可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与计算机设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置440可包括显示屏等显示设备。
实施例五
本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种悬置系统模态参数测试的方法，该方法包括：
获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息以及所述台架的台面中心位置加速度信息；
基于所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息确定所述驾驶室悬置系统的模态参数矩阵；
根据所述模态参数矩阵构建所述驾驶室悬置系统的状态转移方程，并根据所述状态转移方程确定所述驾驶室悬置系统的刚体模态参数。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的悬置系统模态参数测试的方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述悬置系统模态参数测试的装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种悬置系统模态参数测试的方法，其特征在于，包括：
获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息以及所述台架的台面中心位置加速度信息；
基于所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息确定所述驾驶室悬置系统的模态参数矩阵；
根据所述模态参数矩阵构建所述驾驶室悬置系统的状态转移方程，并根据所述状态转移方程确定所述驾驶室悬置系统的刚体模态参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息以及所述台架的台面中心位置加速度信息，包括：
获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的多个台架激励位置的第一震动加速度信息，并根据所述第一震动加速度信息确定所述驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息；以及，
获取所述台架的多个台架激励位置的第二震动加速度信息，并根据所述第二震动加速度信息确定所述台架的台面中心位置加速度信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述台架采用六自由度振动台架；
相应的，获取所述台架的多个台架激励位置的第二震动加速度信息，包括：
通过布置在所述六自由度振动台架上的多个三向加速度传感器采集多个台架激励位置的第二震动加速度信息。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的多个台架激励位置的第一震动加速度信息，包括：
通过布置在固定在所述六自由度振动台架上的驾驶室悬置系统的多个三向加速度传感器采集多个台架激励位置的第一震动加速度信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息确定所述驾驶室悬置系统的模态参数矩阵，包括：
根据所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息确定所述驾驶室悬置系统与所述台架的相对加速度信息；
基于所述相对加速度信息通过最小二乘法确定所述驾驶室悬置系统的刚体加速度信息，并根据所述刚体加速度信息确定所述模态参数矩阵
其中，通过最小二乘法得到刚体加速度信息具体为：
Figure FDA0002702070900000021
式中：+号表示广义逆；
Figure FDA0002702070900000022
为刚体加速度；T为系数矩阵；a为刚体平动加速度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在根据所述刚体加速度信息确定所述模态参数矩阵之前，还包括：
获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的台架驾驶室运动方程；
相应的，根据所述刚体加速度信息确定所述模态参数矩阵，包括：
根据所述刚体加速度信息和所述台架驾驶室运动方程构建所述模态参数矩阵；
其中，所述模态参数矩阵具体为：
[M-1C M-1K]＝[Re(Y) Im(Y)][Re(X) Im(X)]+
式中：M-1为驾驶室的质量矩阵逆矩阵；C为驾驶室悬置系统的阻尼矩阵；K为驾驶室悬置系统的刚度矩阵；实部Re和虚部Im。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刚体模态参数包括所述驾驶室悬置系统的模态频率、阻尼比和模态振型。
8.一种悬置系统模态参数测试的装置，其特征在于，包括：
信息获取模块，用于获取固定在台架上的驾驶室悬置系统的驾驶室质心加速度信息以及所述台架的台面中心位置加速度信息；
矩阵生成模块，用于基于所述驾驶室质心加速度信息和所述台面中心位置加速度信息确定所述驾驶室悬置系统的模态参数矩阵；
参数确定模块，用于根据所述模态参数矩阵构建所述驾驶室悬置系统的状态转移方程，并根据所述状态转移方程确定所述驾驶室悬置系统的刚体模态参数。
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一项所述的悬置系统模态参数测试的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的悬置系统模态参数测试的方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113203580A (zh) * 2021-05-10 2021-08-03 徐工集团工程机械有限公司 工程车辆稳定性评估方法、装置、系统及工程车辆

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5056024A (en) * 1988-09-13 1991-10-08 Initial Investments, B.V. Apparatus for testing the wheel suspension of a vehicle
CN104296924A (zh) * 2014-11-04 2015-01-21 广西大学 动力总成惯性参数测试方法
CN106033027A (zh) * 2015-03-09 2016-10-19 陕西重型汽车有限公司 重型汽车动力总成悬置系统的刚体模态测试装置及其方法
CN106468623A (zh) * 2016-09-26 2017-03-01 华南理工大学 一种整车状态下动力总成悬置系统刚体模态参数测试方法
CN108595738A (zh) * 2018-02-28 2018-09-28 北京航天发射技术研究所 一种用于重型底盘的动力总成悬置系统的参数优化方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5056024A (en) * 1988-09-13 1991-10-08 Initial Investments, B.V. Apparatus for testing the wheel suspension of a vehicle
CN104296924A (zh) * 2014-11-04 2015-01-21 广西大学 动力总成惯性参数测试方法
CN106033027A (zh) * 2015-03-09 2016-10-19 陕西重型汽车有限公司 重型汽车动力总成悬置系统的刚体模态测试装置及其方法
CN106468623A (zh) * 2016-09-26 2017-03-01 华南理工大学 一种整车状态下动力总成悬置系统刚体模态参数测试方法
CN108595738A (zh) * 2018-02-28 2018-09-28 北京航天发射技术研究所 一种用于重型底盘的动力总成悬置系统的参数优化方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张方 等: "《工程结构动载荷识别方法》", 31 August 2011, 国防工业出版社 *
褚晓杰 等: "基于频域子空间辨识和集结理论的广域阻尼控制安装地点与控制信号选取", 《中国电机工程学报》 *
黄德惠 等: "商用车驾驶室全浮悬置系统正向开发流程研究", 《汽车工程》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113203580A (zh) * 2021-05-10 2021-08-03 徐工集团工程机械有限公司 工程车辆稳定性评估方法、装置、系统及工程车辆
CN113203580B (zh) * 2021-05-10 2024-03-29 江苏徐工国重实验室科技有限公司 工程车辆稳定性评估方法、装置、系统及工程车辆

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