[发明专利]一种汽车发动机惯性参数识别方法

说明书

本发明涉及一种汽车发动机惯性参数识别方法，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。本发明所述的汽车发动机惯性参数识别方法将发动机悬置参数与惯性参数分离，消除悬置参数的影响，利用模态测试数据识别出发动机惯性参数；该汽车发动机惯性参数识别方法不受发动机悬置刚度与阻尼的影响，具有较高识别精度，识别过程简单，识别效率高，可满足发动机实车安装条件下的发动机惯性参数识别。

技术领域

本发明属于模态测试领域，具体涉及一种汽车发动机惯性参数识别方法。

背景技术

发动机惯性参数包括质量、质心、转动惯量和惯性积，识别发动机惯性参数，是研究发动机动态特性、悬置系统优化设计以及对发动机进行减振隔振的前提和关键。目前发动机惯性参数识别方法主要有三线扭摆法、动态平衡法以及基于模态测试的参数识别法。三线扭摆法需要至少改变发动机姿态6次，识别过程复杂，且由于基准重合导致识别误差较大。动态平衡法需要搭建特定的试验台，造价昂贵，难以广泛应用。因此，基于模态测试的参数识别法成为研究热点，这类方法可分为剩余惯量法、模态模型法以及直接系统识别法。剩余惯量法需要将发动机悬吊起来，将质量作为已知参数，利用发动机刚体模态和弹性体模态之间的质量线识别质心、转动惯量和惯性积。模态模型法利用模态振型矩阵与质量矩阵的正交性来识别发动机的惯性参数，然而模态振型的获取精度较低，导致惯性参数识别误差较大。直接系统识别法通常由于发动机悬置参数的影响，导致惯性参数识别精度低。

发明内容

本发明的目的是提出一种汽车发动机惯性参数识别方法，将发动机悬置参数与惯性参数分离，消除悬置参数的影响，利用模态测试数据识别出发动机惯性参数。

本发明所述的一种汽车发动机惯性参数识别方法，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。

进一步，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。

进一步，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)；