1.一种采用并联型相干函数模型的非平稳随机路面激励生成方法,其特征是包括以下步骤:
步骤A:采集一段的左、右轮辙路面不平度实测数据L1(I)、R1(I),将数据L1(I)、R1(I)输入方差功率谱转换传递函数计算模块(15)构建方差功率谱转换传递函数H0(S),将数据L1(I)、R1(I)输入并联型相干传递函数计算模块(16)构建传递函数H2(S),将数据L1(I)、R1(I)输入并联型不相干传递函数计算模块(18)构建传递函数H3(S),将数据L1(I)、R1(I)输入非平稳调制传递函数计算模块(17)构建非平稳调制传递函数H1(S);
步骤B:将非平稳调制传递函数H0(S)分别输入至三个方差功率谱转换模块(4、5、6)中,将传递函数H2(S)输入至并联型相干传递函数模块(11),将传递函数H3(S)分别输入至第一并联型不相干传递函数模块(10)和第二并联型不相干传递函数模块(12)中,将非平稳调制传递函数H1(S)分别输入至三个非平稳调制传递函数模块(7、8、9)中;三个随机数模块(1、
2、3)分别输出三个相互独立的倍频单位方差随机数信号ζi(t),i=1,2,3,三个倍频单位方差随机数信号ζi(t)分别输入一一对应地输入至三个方差功率谱转换模块(4、5、6)中;
步骤C:第一方差功率谱转换模块(4)对方差功率转换传递函数H0(S)和随机数信号ζ1(t)进行处理得到随机数信号ε1(t)并输入至第一非平稳调制传递函数模块(7)中,第一非平稳调制传递函数模块(7)输出时域内非平稳随机路面激励信号q1(t)至第一并联型不相干传递函数模块(10)中;第二方差功率谱转换模块(5)对方差功率转换传递函数H0(S)和随机数信号ζ2(t)进行处理得到随机数信号ε2(t)并输入至第二非平稳调制传递函数模块(8)中,第二非平稳调制传递函数模块(8)输出时域内非平稳随机路面激励信号q2(t)至并联型相干传递函数模块(11)中;第三方差功率谱转换模块(6)对方差功率转换传递函数H0(S)和随机数信号ζ3(t)进行处理得到随机数信号ε3(t)并输入至第三非平稳调制传递函数模块(9)中,第三非平稳调制传递函数模块(9)输出时域内非平稳随机路面激励信号q3(t)至第二并联型不相干传递函数模块(12)中;
步骤D:第一并联型不相干传递函数模块(10)对传递函数H3(S)和时域内非平稳随机路面激励信号q1(t)进行处理得到左轮辙扰动非平稳随机路面激励信号qLi(t),并联型相干传递函数模块(11)对输入的传递函数H2(S)和时域内非平稳随机路面激励信号q2(t)进行处理得到剩余非平稳随机路面激励信号qc(t),第二并联型不相干传递函数模块(12)对输入的传递函数H3(S)和时域内非平稳随机路面激励信号q3(t)进行处理得到右轮辙扰动非平稳随机路面激励信号qRi(t);
步骤E:第一并联型不相干传递函数模块(10)与并联型相干传递函数模块(11)分别输出左轮辙扰动非平稳随机路面激励信号qLi(t)与剩余非平稳随机路面激励信号qc(t)至第一求和模块(13)中,第一求和模块(13)计算出左轮车辙非平稳随机路面激励信号L1(t);第二并联型不相干传递函数模块(12)与并联型相干传递函数模块(11)分别输出右轮辙扰动非平稳随机路面激励信号qRi(t)与剩余非平稳随机路面激励信号qc(t)至第二求和模块(14)中,第二求和模块(11)计算出右轮车辙非平稳随机路面激励信号R1(t)。
2.根据权利要求1所述的采用并联型相干函数模型的非平稳随机路面激励生成方法,其特征是:步骤A中,方差功率谱转换传递函数 v为车速,nmax为不平路面的上截止频率。
3.根据权利要求1所述的采用并联型相干函数模型的非平稳随机路面激励生成方法,其特征是:步骤A中,并联型相干传递函数计算模块(16)根据式拟合得出拟合参数α1、α2、α3、β1和β2,[Coh2LR
nR]=mscohere(L1(I),R1(I),256,[],1024,2nmax), nR为与CohLR数据对应的路面空间频率向量,[]表示使用默认值,j为单位虚数,n为路面空间频率;并联型不相干传递函数计算模块(18)根据式拟合得出拟合参数ψ1、ψ2、ψ3、ξ1
和ζ2根据式 构建传递函数H2(S) ,根据式
构建传递函数H3(S),拉普拉斯算子S=j2πn。
4.根据权利要求1所述的采用并联型相干函数模型的非平稳随机路面激励生成方法,其特征是:步骤A中,非平稳调制传递函数计算模块(17)先求出L1(I)和R1(I)的空间域内的自功率谱密度GL和GR,再根据式 求出预估路面不平度系数 按式 拟合得出非负拟合参数χ1、χ2和χ3,最后根据式
构建非平稳调制传递函数H1(S)。
5.根据权利要求1所述的采用并联型相干函数模型的非平稳随机路面激励生成方法,其特征是:步骤C中,三个方差功率谱转换模块(4、5、6)对输入的信号处理方法相同,以第一方差功率谱转换模块(4)为例:其先对随机数信号ζ1(t)进行傅里叶变换得到 然后对 和H0(S)的乘积进行傅里叶逆变换得到普通路面不平度信号与 分别为傅里叶变换运算符和傅里叶逆换变换运
算符。
6.根据权利要求1所述的采用并联型相干函数模型的非平稳随机路面激励生成方法,其特征是:步骤E中,第一求和模块(13)根据式L1(t)=qLi(t)+qc(t)计算出左轮车辙非平稳随机路面激励信号L1(t),第二求和模块(11)根据式R1(t)=qRi(t)+qc(t)计算出右轮车辙非平稳随机路面激励信号R1(t)。
7.根据权利要求1所述的采用并联型相干函数模型的非平稳随机路面激励生成方法,其特征是:步骤E中,激振头伺服控制单元接收非平稳随机路面激励信号L1(t)、R1(t),分别驱动对应的左、右激振头,实时产生由实测路面不平度和模拟车速决定的左右轮辙非平稳随机路面激励信号。
8.根据权利要求7所述的采用并联型相干函数模型的非平稳随机路面激励生成方法,其特征是:将试验汽车左、右车轮分别固定在相应的左、右激振头上,左、右激振头伺服控制单元控制实际模拟非平稳随机路面激励的数值分别等于左轮车辙非平稳随机路面激励信号L1(t)和右轮车辙非平稳随机路面激励信号R1(t)。