智能懸架系統(tǒng)多功能仿真測試平臺
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
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