厢式半挂车空气悬架系统的Simulink仿真分析

　　实测得到的是加速度时间历程，需要进电感厂家行二次积分并用高通滤波将趋势消除，才能取得随机位移。

　　滤波边界频率取0.5～1.0Hz，能够获得很好的效果。

　　（二）核心计算部分

　　核心计算部分模型如图4所示。

图4 核心计算部分

为了获得加速度输出信息，对输出的速度进行微分计算，并根据几何关系换算对应位置的量值。

　　零阶保持器和单位延迟模块主要是将连续系统的输出结果离散化并进行采样统计分析或者频谱分析。

　　（三）最终模型

　　最终的分析系统模型如图5所示。在整个模型建立中，主要使用Simulink库中的Band2LimitedWhiteNoise、电感器图Sum、 Integrator、Gain、Transport Delay、Mux、State2Space、Demux、Derivative、Scope等模块以及DS扁平型电感P block set库中的Buffer、Rms、Yule Walker Method、Short Time Spectrum、Power Spectral Density等模块。系统模型的外部模块主要实现实时加速度均方根值计算和PSD功率谱密度曲线在线输出显示等。

　　四、仿真与试验结果对比

　　（一）道路试验情况

　　试验在不同等级路面上进行，车辆参数选取与仿真一致，为满载20t的厢式半挂车。车辆匀速行驶过程中，采用LMSDIFA数据采集前端，实时提取粘贴在车架上的ICP加速度传感器信号，最后用LMS Testlab测量分析软件进行数据实时分析和存储。数据处理可以得到各级路面下的加速度均方根值等评价参数，为对比分析与设计提供有益的参考。

　　为使测量的相对标准电感器生产厂家偏差小于012，记录的时间历程数据总长度需满足平均次数大电流电感Nd>25次的要求。

　　（二）结果对比

　　输入满载行驶时厢式半挂车的结构性能参数以及路面参数，通过Scope和Display模块可以看出该车各个自由度处的垂直加速度时间历程与均方根值。仿真选用与试验一致的参数，如表2所示。其中α为常数，是所选路面的空间频率；ρ为常数；v为车速。

表2 路面参数

　　以C级路面下实车测试与仿真计算的加速度均方根值为例，给出结果如表3所示。

表3 随机路面加速度输出响应

　　从表3结果来看，仿真模型响应计算结果与实车试验结果比较接近，二者在误差允许范围内是一致的，说明该模型作为初步的模拟和预估是可行的，应由此可见路面的模拟也是切实有效的。产生误差的重要原因是本模型自由度较少且空气弹簧的非线性阻尼和刚度的影响较大，同时路面使用情况较为复杂，不完全符合等级要求。

　　五、结论

　　建立基于系统仿真软件Matlab/Simulink/Dsp的厢式半挂车实时道路仿真模型，通过实车试验，验证了模型的可靠性。为空气悬架等部件在半挂车设计与匹配中的应用提供了有利的工具，并可作为脉冲输入试验等其他动力学试验的仿真使用。

　　通过计算结果分析，设计者可以明确悬架参数对于厢式半挂车动态响应的影响，改进设计系统中的关键参数，以获得更好的动态性能。利用可靠的仿真模型，重现相同条件下的仿真试验，可以检验并优化空气悬架等部件参数，从而缩短开发设计周期，节约成本。

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