智能懸架系統(tǒng)多功能仿真測試平臺

2022年12月12日18:40:17 本網(wǎng)站我要評論(2)字號：T | T | T

市場競爭對汽車性能和開發(fā)周期提出了更高要求。在開發(fā)階段進(jìn)行多系統(tǒng)多領(lǐng)域的并行開發(fā)和快速迭代，盡量多的在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行精準(zhǔn)的仿真測試成為剛需，這需要具備多種功能的仿真測試設(shè)備。

智能懸架系統(tǒng)多功能仿真測試平臺可針對車輛智能懸架系統(tǒng)開發(fā)和整車匹配過程，進(jìn)行1/4車輛懸架試驗(yàn)、懸架ECU硬件在環(huán)仿真、懸架實(shí)物硬件在環(huán)仿真、整車懸架性能試驗(yàn)等仿真測試項(xiàng)目，平臺具有多功能快速切換，各個(gè)功能之間可共享參數(shù)，減少了試驗(yàn)系統(tǒng)在多個(gè)臺架之間的反復(fù)拆裝和調(diào)試，因此可極大地提供工作效率，而且用戶可以省去購買多個(gè)功能單一臺架的重復(fù)部分，節(jié)省費(fèi)用和占地面積。

1.主要功能

1.1. 1/4車輛懸架性能測試

圖1 1/4車輛懸架性能測試

應(yīng)用場景：

● 基于RCP的智能懸架控制算法開發(fā)、參數(shù)標(biāo)定；

● 減振器/空簧性能調(diào)教；

功能特色：

● 安裝全部空氣懸架組件，簧上質(zhì)量可調(diào)節(jié)，精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)懸架組件在車輛中的空間姿態(tài)和受力狀態(tài)；

● 伺服激振器準(zhǔn)確輸出道路譜，模擬車輪受到的路面不平激勵(lì)；

● 利用高精度實(shí)驗(yàn)室級傳感器進(jìn)行車載傳感器的檢驗(yàn)標(biāo)定；

● 臺架參數(shù)測量功能，包括簧上/簧下質(zhì)量、彈簧剛度、減震器阻尼等；

● 具備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)回放及曲線實(shí)時(shí)顯示功能

● 利用NI VeriStand和TestStand進(jìn)行試驗(yàn)管理和測試自動(dòng)化管理

1.2. 智能懸架ECU硬件在環(huán)仿真（HIL）

圖2 智能懸架ECU硬件在環(huán)仿真

應(yīng)用場景：

● ECU軟硬件調(diào)試；

● ECU應(yīng)用軟件參數(shù)標(biāo)定、功能測試；

● ECU控制算法魯棒性測試、極限工況測試；

功能特色：

● 實(shí)時(shí)運(yùn)行仿真模型，包括整車動(dòng)力學(xué)模型、路面/駕駛員/測試場景模型、傳感器模型和空氣懸架執(zhí)行機(jī)構(gòu)模型等；

● 仿真模型可選CarMaker、Carsim等商業(yè)軟件或自主開發(fā)：

● 具備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)回放及曲線實(shí)時(shí)顯示功能

● 具備故障注入、故障保持、故障定位功能

1.3. 四通道整車智能懸架半實(shí)物仿真

圖3 四通道整車智能懸架半實(shí)物仿真

應(yīng)用場景：

● 整車懸架控制算法開發(fā)、參數(shù)標(biāo)定；

● 減振器/空簧性能調(diào)教；

功能特色：

● 四套1/4車輛懸架加載臺架分別安裝對應(yīng)空簧/減振器實(shí)物；

● 實(shí)時(shí)運(yùn)行仿真模型包括整車動(dòng)力學(xué)模型、路面/駕駛員/測試場景模型、空氣懸架控制算法模型等；

● 整車仿真輸出懸架變形信息通過伺服激振器對減振器/空簧實(shí)施激振，產(chǎn)生的垂直力反饋給整車模型，形成閉環(huán)；

● 可進(jìn)行包括激烈轉(zhuǎn)向、加減速等的全工況空氣懸架半實(shí)物仿真試驗(yàn)；

● 具備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)回放及曲線實(shí)時(shí)顯示功能

● 利用NI VeriStand和TestStand進(jìn)行試驗(yàn)管理和測試自動(dòng)化管理

2.技術(shù)指標(biāo)

1/4車輛懸架加載臺架：

● 簧上質(zhì)量滑塊：

● 質(zhì)量調(diào)整范圍：150~800kg

● 運(yùn)動(dòng)范圍：±350mm

● 重載直線導(dǎo)軌

● 任意位置鎖止

● 電液伺服激振系統(tǒng)：

● 最大動(dòng)態(tài)力：15kN

● 最大行程：±125mm

● 最高速度：2m/s

● 最高輸出頻率：30Hz

● 輸出波形：正弦波、掃頻正弦波、三角波、隨機(jī)波形

● 車規(guī)傳感器：

● 車身加速度：±2g PSI5接口

● 車輪加速度：±16g PSI5接口

● 懸架高度：0~90° PWM輸出

● 高精度測量傳感器：

● 車身加速度：±6g，精度0.3%

● 車輪加速度：±16g，精度0.3%

● 車身位移：800mm磁柵尺，精度50μm

● 車輪位移：200mm磁致伸縮，精度0.02%

● 激振位移：250mm磁致伸縮，精度0.3%

● 激振力：±25kN疲勞級力傳感器，精度0.03%

實(shí)時(shí)機(jī)柜

● NI-PXIe 17 slots機(jī)箱

● NI-PXIe Intel Xeon或Core-i7實(shí)時(shí)處理器

● 通用I/O：

● 模擬量輸入：>32通道

● 模擬量輸出：>16通道

● 數(shù)字量I/O：>32通道

● 傳感器信號輸入：

● 模擬電壓：>16通道

● PWM：>8通道

● PSI5：>8通道

● 傳感器信號仿真輸出：

● 模擬電壓：>12通道

● PWM：>8通道

● PSI5：>8通道

● CAN總線：3通道，支持CANFD

● 功率驅(qū)動(dòng)：4通道5A，12通道1A

● 程控電源：12V100A

● 故障注入板卡

● 分線箱BOB

● 定制ECU線束接口

上位機(jī)系統(tǒng)

● 主機(jī)：

● Intel i7處理器，32G內(nèi)存，1T固態(tài)硬盤

● 2×27”LCD顯示器

● Windows 10專業(yè)版

● 軟件：

● Matlab 2021b

● NI VeriStand

● NI TestStand

● CarMaker/Carsim

3.系統(tǒng)組成

智能懸架系統(tǒng)多功能仿真測試平臺由1/4車輛懸架加載臺架、實(shí)時(shí)機(jī)柜和上位機(jī)系統(tǒng)等三部分構(gòu)成，如圖 4所示：

圖4 智能懸架系統(tǒng)多功能仿真測試平臺系統(tǒng)組成

3.1. 1/4車輛懸架加載臺架

1/4車輛懸架加載臺架的作用是安裝被測懸架系統(tǒng)，并按試驗(yàn)測試要求施加特定的激勵(lì)，它由A型支架、直線導(dǎo)軌、代表1/4車輛模型中的簧上質(zhì)量的滑塊、懸架安裝夾具、伺服激振系統(tǒng)和被測懸架系統(tǒng)組成，如圖 5所示：

圖5 1/4車輛懸架加載臺架

1/4車輛懸架加載臺架具有如下特點(diǎn)：

● 適配麥弗遜、雙橫臂、多連桿等多種懸架形式；

● 可安裝車輪、減振器/空簧、擺臂、拉桿等在內(nèi)的全套懸架組件；

● 精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)懸架組件在車輛中的空間姿態(tài)和受力狀態(tài)；

● 簧上質(zhì)量滑塊與A型支架之間采用重載直線導(dǎo)軌，簧上質(zhì)量運(yùn)動(dòng)順滑、摩擦力小；

● 具有簧上質(zhì)量支撐、移動(dòng)和鎖止機(jī)構(gòu)；

● 采用電液伺服激振系統(tǒng)，可輸出正弦、掃頻正弦、三角波、隨機(jī)路譜等波形；

● 安裝車身加速度、車輪加速度、懸架高度等車規(guī)級傳感器和可測量簧上質(zhì)量垂直位移、加速度、車輪垂直位移加速度、激振力、激振加速度的高精度測量傳感器：

3.2. 實(shí)時(shí)機(jī)柜

實(shí)時(shí)機(jī)柜為42U標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)機(jī)柜，內(nèi)部以NI-PXI實(shí)時(shí)處理器為核心，配置外圍模塊組成實(shí)時(shí)I/O、運(yùn)算和控制平臺，具體包括：

● NI-PXIe 17 slots機(jī)箱

● NI-PXIe Intel Xeon實(shí)時(shí)處理器

● 模擬量IO、數(shù)字量IO板卡、CAN總線通訊板卡

● 傳感器輸入信號調(diào)理模塊

● 模擬量、PWM、PSI5傳感器信號仿真模塊

● 適應(yīng)CDC、MRD減振器及空簧系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的功率驅(qū)動(dòng)模塊

● 故障注入板卡

● 分線箱BOB

● 定制ECU線束接口

● 大功率程控電源模塊

3.3. 上位機(jī)系統(tǒng)

● 利用NI VeriStand和TestStand進(jìn)行試驗(yàn)管理和測試自動(dòng)化管理

● Matlab/Simulink平臺下基于模型的控制算法開發(fā)

● 基于CarMaker、Carsim等商業(yè)軟件或基于Matlab/Simulink自主開發(fā)的仿真模型：

● 整車動(dòng)力學(xué)仿真模型

● 路面、駕駛員及測試場景模型

● 傳感器模型

● 智能懸架執(zhí)行機(jī)構(gòu)模型

● 智能懸架控制算法模型

● 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)回放及曲線實(shí)時(shí)顯示功能

● 故障注入、故障保持、故障定位功能

如需詳細(xì)了解系統(tǒng)技術(shù)細(xì)節(jié)，歡迎致電010-68711970

智能懸架系統(tǒng)多功能仿真測試平臺

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