专利名称：用于车辆动力学研究的三维路面高程数据生成方法
技术领域：
本发明涉及车辆动力学研究领域，特别涉及一种用于车辆动力学研究的三维路面 高程数据生成方法。
背景技术：
车辆的行驶平顺性、操纵稳定性和安全性是车辆的主要性能，车辆动力学软件和 虚拟样机技术是进行平顺性和操纵稳定性研究的重要手段。路面是车辆最主要的外在激 励，要获得真实准确的车辆性能仿真结果，路面模型的准确性尤为重要，大部分动力学软件 和虚拟样机均用三维模型作为路面激励。要建立路面三维模型就要获得路面高程数据，获得路面高程数据的方法有两种， 一种是通过实地测量获取，这种方法要采集大量的具有代表性的路面数据费时费力成本 高；另一种方式是根据国标规定的路面分级标准，依据一定的数学方法数值仿真得到三维 路面高程数据。目前国内外关于三维路面高程数据生成方法有吴参等提出的谐波叠加法、唐光武 等提出的二维AR(ARMA)模型法、何杰等在专利CN 101419724B中提出的扩展的单点FFT 法。对于谐波叠加法，路面不平度与参考点的选择有关，且该方法仿真速度较慢；对于AR模 型法，其巨大的计算量只能对较小的二维数组加以应用，不能生成大面积地形，且AR模型 最优阶次的选择尚无成熟的理论指导；扩展的单点傅里叶逆变换法仿真速度快，但生成的 大面积路面横向轨迹的功率谱与实际路面相差很大。同时上述方法生成的路面其弯曲轨迹 高程功率谱差，只能用于平顺性仿真。要建立可用于车辆转向以及转向悬架耦合研究的路 面，一种方法是通过仿真得到直线轨迹的数据高程点，根据车辆转向行驶曲线轨迹的不同， 通过编程建立相对应的弯曲路面，这样无疑会增大工作量。另一种方法是建立横向和纵向 尺寸均较大的大面积路面转向场地，这种方法三维模型的建立简单，可以方便在一块场地 上进行不同行驶轨迹的转向仿真试验。
发明内容
本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种用于车辆动力学研究的普适性三维 路面高程数据生成方法。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是
第一步对比GB7031-86-车辆振动输入、路面平度表示方法规定的一维路面功率谱幂 函数式(1)中的参数，
权利要求
1. 一种用于车辆动力学研究的三维路面高程数据生成方法，其特征在于 该方法步骤如下第一步对比GB7031-86-车辆振动输入、路面平度表示方法规定的一维路面功率谱幂函数式(1)中的参数，
全文摘要
本发明公开一种用于车辆动力学研究的三维路面高程数据生成方法。第一步采用最小二乘非线性参数估计法，对比国标规定的路面不平度功率谱密度幂函数表达式，得到路面不平度功率谱密度有理函数表达式中的参数；第二步将一维功率谱密度有理函数表达式扩展成二维功率谱密度，基于二维傅里叶逆变换法根据二维功率谱密度建立三维路面高程数学模型；第三步根据第二步得到的数学模型，在MATLAB中编写程序，按所需的路面等级、道路长度和宽度以及采样间隔生成三维路面高程数据。本发明生成路面高程数据速度快，路面直线轨迹和弯曲轨迹功率谱特性好，生成的数据可代替人工实地测量的数据，适用于车辆动力学软件和虚拟样机进行车辆动力学研究。
文档编号G06T17/00GK102074043SQ20111000161
公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月6日 优先权日2011年1月6日
发明者周晓军, 杨富春, 罗竹辉, 魏燕定, 黎建军 申请人:浙江大学