[发明专利]一种基于逆虚拟激励法的路面行驶质量辨识方法

权利要求书

1.一种基于逆虚拟激励法的路面行驶质量辨识方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：建立1/2汽车6自由度系统模型，获取系统的频率响应函数矩阵[H(f)]，并基于矩阵逆变换方法，求取系统频率响应函数矩阵的广义逆矩阵[H(f)]⁺；

步骤2：获取前轴非簧载质量质心垂直加速度和后轴非簧载质量质心垂直加速度，获取车身质心垂直加速度和车身俯仰角加速度，采用快速傅里叶变换方法，构造系统的虚拟位移响应向量

其中，和分别是和的傅里叶变换，为前轴非簧载质量的垂直加速度，为后轴非簧载质量的垂直加速度，T_a为采样时间长度，f为时间频率；

步骤3：根据广义逆矩阵[H(f)]⁺和虚拟位移响应向量求取有效路面虚拟激励向量根据轮胎包容特性的时域递函数求取实际路面虚拟激励向量

其中，为实际路面虚拟激励向量，为前轮实际路面虚拟激励，为后轮实际路面虚拟激励，为有效路面虚拟激励向量，为前轮有效路面虚拟激励，为后轮有效路面虚拟激励；

步骤4：根据实际路面虚拟激励向量求取空间频率国际平整度指数IRI：

根据实际路面虚拟激励向量求取实际路面不平度时间频率功率谱密度G_q(f)为：

其中，q_r1(t)^*和分别表示和的复数共轭；

将G_q(f)转化为路面不平度空间频率功率谱密度G_q(n)为：

G_q(n)＝uG_q(f)

其中，f时间频率，u为测量车辆行驶速度，n为空间频率；

空间频率国际平整度指数IRI为：

其中，u_iri为国际平整度指数规定的车速，u_iri＝22.222m/s；是簧载质量与非簧载质量相对垂直速度频率响应函数的空间频率表示；

根据国际平整度指数IRI得到路面行驶质量指数RQI。

2.如权利要求1所述的基于逆虚拟激励法的路面行驶质量辨识方法，其特征在于，所述步骤2中车身质心垂直加速度和车身俯仰角加速度分别为：

其中，为车身质心垂直加速度，为车身俯仰角加速度，为前悬架与车身连接处的垂直加速度，为后悬架与车身连接处的垂直加速度，a₁为簧载质量质心到前轴的纵向距离，a₂为簧载质量质心到后轴的纵向距离。

3.如权利要求1所述的基于逆虚拟激励法的路面行驶质量辨识方法，其特征在于，所述步骤2中的快速傅里叶变换方法包括：

设定采样频率Δt和采样时间时间长度T_a，使得采样点数N，满足2的次幂，采用快速傅里叶变换求取时域序列的频域序列为

其中，k＝0,1,2,…,N-1，n＝0,1,2,…,N-1，为虚数单位。

4.如权利要求1所述的基于逆虚拟激励法的路面行驶质量辨识方法，其特征在于，所述步骤3中的轮胎包容特性的时域传递函数由轮胎包容特性的频域传递函数求取：

其中，轮胎与路面接触假定为固定印迹模型，Ω为空间圆频率，f时间频率，b_a为轮胎与路面接触的印迹半长，u为测量车辆行驶车速。

5.如权利要求1所述的基于逆虚拟激励法的路面行驶质量辨识方法，其特征在于，所述空间频率表示由时间频率表示求取：

f＝un

其中，k₁、k₂、μ和c为模型参数，f时间频率，u为测量车辆行驶车速，n为空间频率。

6.如权利要求1所述的基于逆虚拟激励法的路面行驶质量辨识方法，其特征在于，所述国际平整度指数IRI与路面行驶质量指数RQI的关系为：

其中，a₀和b₀为路面行驶质量指数RQI与国际平整度指数IRI的转换关系的系数。

7.如权利要求1所述的基于逆虚拟激励法的路面行驶质量辨识方法，其特征在于，所述步骤1之前需确定道路类型以确定步骤1中的模型参数。