[发明专利]一种汽车发动机惯性参数识别方法

权利要求书

1.一种汽车发动机惯性参数识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立发动机六自由度振动模型；

S2：确定原点加速度响应与响应点加速度响应的关系，确定原点激励力与激励点激励力的关系；

S3：分离系统阻尼矩阵；

S4：分离系统刚度矩阵；

S5：利用最小二乘法识别发动机质量矩阵；

在步骤S1中，发动机处于悬置状态，在激励力作用下，发动机产生振动，发动机振动方程为：

(Mω²-K-jCω){a(ω)}＝ω²{F(ω)} (1)；

式(1)中M为发动机质量矩阵，K为悬置刚度矩阵，C为悬置阻尼矩阵，{a(ω)}为坐标原点加速度响应，{F(ω)}为坐标原点激励力，ω为发动机振动的频率；

发动机质量矩阵M表达式为：

式(2)中m为发动机质量，x、y、z为质心坐标，J_xx、J_yy、J_zz为转动惯量，J_xy、J_yz、J_xz为惯性积；

步骤S2具体包括：

响应点数量≥2，响应点布置位置应反映发动机大致轮廓，坐标原点加速度响应与响应点加速度响应的关系为：

{a(ω)}＝(T_p^TT_p)^-1T_p^T{a_p(ω)} (3)；

式(3)中{a_p(ω)}为响应点加速度响应，T_p为响应点坐标变换矩阵；

激励点数量≥3，激励方向包含3个坐标方向，坐标原点激励力与激励点激励力的关系为：

式(4)中为激励点坐标变换矩阵，θ为激励点方向余弦矩阵，f(ω)为激励力；

步骤S3具体包括：在测量频段内，分别取不同频率ω_i,ω_j(i≠j)代入式(1)可得：

取式(5)的共轭复数形式可得：

分别将式(5)左乘ω_j{a(ω_j)}^T、式(6)左乘ω_i{a(ω_i)}^T并分离阻尼矩阵C可得：

{a(ω_i)}^T(ω_iω_jM+K){a(ω_j)}＝λ_ij (8)；

式(8)中：

步骤S4具体包括：分别用左乘式(6)、ω_j{a(ω_j)}^T左乘式(7)可得：

式(10)中：

分别将式(8)和式(10)在不同频率下进行扩展可得：

A^TKB-R_AA^TMBR_B＝λ (12)

式(12)和式(13)中：

其中

将式(13)两边左乘可得：

结合式(12)和式(20)分离刚度矩阵：

在步骤S5中，式(21)可写成：

ξMφ＝ψ (22)；

由最小二乘法可得：

M＝(ξ^Tξ)^-1ξ^Tψφ^T(φφ^T)^-1 (23)；

求得质量矩阵M后，根据式(2)可计算得到发动机的10个惯性参数。