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智能懸架系統(tǒng)多功能仿真測(cè)試平臺(tái)

http://m.casecurityhq.com 2022-12-12 16:45 來(lái)源:北京中盛新能科技

  市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)汽車(chē)性能和開(kāi)發(fā)周期提出了更高要求。在開(kāi)發(fā)階段進(jìn)行多系統(tǒng)多領(lǐng)域的并行開(kāi)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(cè)試成為剛需,這需要具備多種功能的仿真測(cè)試設(shè)備。

  智能懸架系統(tǒng)多功能仿真測(cè)試平臺(tái)可針對(duì)車(chē)輛智能懸架系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和整車(chē)匹配過(guò)程,進(jìn)行1/4車(chē)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(chē)懸架性能試驗(yàn)等仿真測(cè)試項(xiàng)目,平臺(tái)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(tái)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(gòu)買(mǎi)多個(gè)功能單一臺(tái)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(chē)輛懸架性能測(cè)試

  圖 1 1/4車(chē)輛懸架性能測(cè)試

  應(yīng)用場(chǎng)景:

  • 基于RCP的智能懸架控制算法開(kāi)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(chē)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(chē)輪受到的路面不平激勵(lì);
  • 利用高精度實(shí)驗(yàn)室級(jí)傳感器進(jìn)行車(chē)載傳感器的檢驗(yàn)標(biāo)定;
  • 臺(tái)架參數(shù)測(cè)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(cè)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(chǎng)景:

  • ECU軟硬件調(diào)試;
  • ECU應(yīng)用軟件參數(shù)標(biāo)定、功能測(cè)試;
  • ECU控制算法魯棒性測(cè)試、極限工況測(cè)試;

  功能特色:

  • 實(shí)時(shí)運(yùn)行仿真模型,包括整車(chē)動(dòng)力學(xué)模型、路面/駕駛員/測(cè)試場(chǎng)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(kāi)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(chē)智能懸架半實(shí)物仿真

  圖 3 四通道整車(chē)智能懸架半實(shí)物仿真

  應(yīng)用場(chǎng)景:

  • 整車(chē)懸架控制算法開(kāi)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(chē)輛懸架加載臺(tái)架分別安裝對(duì)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(chē)動(dòng)力學(xué)模型、路面/駕駛員/測(cè)試場(chǎng)景模型、空氣懸架控制算法模型等;
  • 整車(chē)仿真輸出懸架變形信息通過(guò)伺服激振器對(duì)減振器/空簧實(shí)施激振,產(chǎn)生的垂直力反饋給整車(chē)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(cè)試自動(dòng)化管理

  2. 技術(shù)指標(biāo)

  1/4車(chē)輛懸架加載臺(tái)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(chē)規(guī)傳感器:

  車(chē)身加速度:±2g PSI5接口

  車(chē)輪加速度:±16g PSI5接口

  懸架高度:0~90° PWM輸出

  • 高精度測(cè)量傳感器:

  車(chē)身加速度:±6g,精度0.3%

  車(chē)輪加速度:±16g,精度0.3%

  車(chē)身位移:800mm磁柵尺,精度50μm

  車(chē)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(jí)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(hào)輸入:

  模擬電壓:>16通道

  PWM:>8通道

  PSI5:>8通道

  • 傳感器信號(hào)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CAN FD

  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(pán)

  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(cè)試平臺(tái)由1/4車(chē)輛懸架加載臺(tái)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(cè)試平臺(tái)系統(tǒng)組成

  3.1.  1/4車(chē)輛懸架加載臺(tái)架

  1/4車(chē)輛懸架加載臺(tái)架的作用是安裝被測(cè)懸架系統(tǒng),并按試驗(yàn)測(cè)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(chē)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(cè)懸架系統(tǒng)組成,如圖 5所示:

  圖 5 1/4車(chē)輛懸架加載臺(tái)架

  1/4車(chē)輛懸架加載臺(tái)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(chē)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(chē)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?。?/li>
  • 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(chē)身加速度、車(chē)輪加速度、懸架高度等車(chē)規(guī)級(jí)傳感器和可測(cè)量簧上質(zhì)量垂直位移、加速度、車(chē)輪垂直位移加速度、激振力、激振加速度的高精度測(cè)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(tái),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(hào)調(diào)理模塊
  • 模擬量、PWM、PSI5傳感器信號(hào)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(cè)試自動(dòng)化管理
  • Matlab/Simulink平臺(tái)下基于模型的控制算法開(kāi)發(fā)
  • 基于CarMaker、Carsim等商業(yè)軟件或基于Matlab/Simulink自主開(kāi)發(fā)的仿真模型:
  • 整車(chē)動(dòng)力學(xué)仿真模型
  • 路面、駕駛員及測(cè)試場(chǎng)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
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