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车用材料摩擦异响试验台随机振动功率谱密度再现研究
| 论文题名： | 车用材料摩擦异响试验台随机振动功率谱密度再现研究 |
| 关键词： | 车用材料;摩擦异响试验台;随机振动功率谱密度;控制方法 |
| 摘要： | 车辆在行驶过程中，由于受到路面的随机振动激励，使得车内材料之间因相互摩擦而产生异响问题。目前车用材料摩擦异响测试的研究只是通过利用直线运动摩擦试验获取两材料发生摩擦异响的风险值(Risk Priority Number,RPN)，来对材料是否会发生摩擦异响进行预测，而无法模拟材料在实际道路下复杂的相对运动引发的摩擦异响；此外，由于采用实车试验周期长且测量难度大，因此通常在实验室搭建相关试验台来准确的再现真实路面的随机振动，进行随机振动试验。 本文为准确地再现路面随机振动，开发了车用材料摩擦异响试验台和相应的实验软件，并对随机振动功率谱密度(Power Spectral Density,PSD)再现控制方法进行了研究，主要研究内容包括： (1)分析车用材料摩擦随机振动原理、随机振动试验特性描述和试验方法，在此基础上完成车用材料摩擦异响试验平台的方案设计，主要包括试验平台控制系统的硬件选型、系统电气原理图设计和试验平台机械结构设计。 (2)根据随机振动功率谱密度再现的实现原理，提出基于误差迭代修正的随机振动功率谱密度再现控制算法，并对算法的每个步骤进行研究，包括系统频率响应函数估计、系统阻抗函数计算、系统驱动谱修正、系统时域驱动信号生成和系统响应加速度谱估计；对算法的部分步骤进行了实验，验证了其合理性和可行性。 (3)考虑功率谱密度再现的精度问题，提出基于自适应逆控制的随机振动功率谱功率谱密度再现控制方法。分析了自适应逆控制模型的原理及自适应LMS算法并对其进行优化，提出频域-X滤波自适应逆控制方法，实现对系统频率响应函数的实时修正；为保证系统的收敛速度，提出基于变步长的自适应逆控制功率谱密度再现方法，对变步长的频率-X滤波自适应逆控制算法进行研究，对其步长的调整准则进行分析，同时对系统功率谱密度再现的实现流程做了分析，并提出两种功率谱密度再现精度的评价指标。 (4)基于上述功率谱密度再现算法对随机振动车用材料摩擦异响实验平台进行软件设计并对试验结果进行分析。通过对材料摩擦异响试验台随机振动试验流程进行分析，开发了车用材料摩擦异响试验台随机振动控制系统软件，包括上位机人机交互界面和下位机控制程序，完成试验平台软件的设计；基于上述搭建的试验平台对两种随机振动功率谱密度再现控制方法进行试验验证，确认采用基于频域-X滤波自适应逆控制方法的准确性与合理性。 |
| 作者： | 柳明生 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 罗勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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