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作者：北京中盛新能公司 市場競爭對汽車性能和開發(fā)周期提出了更高要求。在開發(fā)階段進行多系統(tǒng)多領(lǐng)域的并行開發(fā)和快速迭代，盡量多的在實驗室內(nèi)進行精準的仿真測試成為剛需，這需要具備多種功能的仿真測試設(shè)備。 
智能懸架系統(tǒng)多功能仿真測試平臺可針對車輛智能懸架系統(tǒng)開發(fā)和整車匹配過程，進行1/4車輛懸架試驗、懸架ECU硬件在環(huán)仿真、懸架實物硬件在環(huán)仿真、整車懸架性能試驗等仿真測試項目，平臺具有多功能快速切換，各個功能之間可共享參數(shù)，減少了試驗系統(tǒng)在多個臺架之間的反復(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買多個功能單一臺架的重復(fù)部分，節(jié)省費用和占地面積。 1. 主要功能 1.1. 1/4車輛懸架性能測試
圖 1 1/4車輛懸架性能測試 應(yīng)用場景： 基于RCP的智能懸架控制算法開發(fā)、參數(shù)標定； 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)，精準復(fù)現(xiàn)懸架組件在車輛中的空間姿態(tài)和受力狀態(tài)； 伺服激振器準確輸出道路譜，模擬車輪受到的路面不平激勵； 利用高精度實驗室級傳感器進行車載傳感器的檢驗標定； 臺架參數(shù)測量功能，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)回放及曲線實時顯示功能 利用NI VeriStand和TestStand進行試驗管理和測試自動化管理 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)用場景： ECU軟硬件調(diào)試； ECU應(yīng)用軟件參數(shù)標定、功能測試； ECU控制算法魯棒性測試、極限工況測試； 功能特色： 實時運行仿真模型，包括整車動力學(xué)模型、路面/駕駛員/測試場景模型、傳感器模型和空氣懸架執(zhí)行機構(gòu)模型等； 仿真模型可選CarMaker、Carsim等商業(yè)軟件或自主開發(fā)： 具備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)回放及曲線實時顯示功能 具備故障注入、故障保持、故障定位功能 1.3. 四通道整車智能懸架半實物仿真
圖 3 四通道整車智能懸架半實物仿真 應(yīng)用場景： 整車懸架控制算法開發(fā)、參數(shù)標定； 減振器/空簧性能調(diào)教； 功能特色： 四套1/4車輛懸架加載臺架分別安裝對應(yīng)空簧/減振器實物； 實時運行仿真模型包括整車動力學(xué)模型、路面/駕駛員/測試場景模型、空氣懸架控制算法模型等； 整車仿真輸出懸架變形信息通過伺服激振器對減振器/空簧實施激振，產(chǎn)生的垂直力反饋給整車模型，形成閉環(huán)； 可進行包括激烈轉(zhuǎn)向、加減速等的全工況空氣懸架半實物仿真試驗； 具備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)回放及曲線實時顯示功能 利用NI VeriStand和TestStand進行試驗管理和測試自動化管理 2. 技術(shù)指標 1/4車輛懸架加載臺架： 簧上質(zhì)量滑塊： 質(zhì)量調(diào)整范圍：150~800kg 運動范圍：±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、隨機波形 車規(guī)傳感器： 車身加速度：±2g PSI5接口 車輪加速度：±16g PSI5接口 懸架高度：0~90° PWM輸出 高精度測量傳感器： 車身加速度：±6g，精度0.3% 車輪加速度：±16g，精度0.3% 車身位移：800mm磁柵尺，精度50μm 車輪位移：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疲勞級力傳感器，精度0.03% 實時機柜 NI-PXIe 17 slots機箱 NI-PXIe Intel Xeon或Core-i7實時處理器 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 傳感器信號輸入： 模擬電壓：>16通道 PWM：>8通道 PSI5：>8通道 傳感器信號仿真輸出： 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：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 上位機系統(tǒng) 主機： Intel i7處理器，32G內(nèi)存，1T固態(tài)硬盤 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)多功能仿真測試平臺由1/4車輛懸架加載臺架、實時機柜和上位機系統(tǒng)等三部分構(gòu)成，如圖 4所示：
圖 4 智能懸架系統(tǒng)多功能仿真測試平臺系統(tǒng)組成 3.1. 1/4車輛懸架加載臺架 1/4車輛懸架加載臺架的作用是安裝被測懸架系統(tǒng)，并按試驗測試要求施加特定的激勵，它由A型支架、直線導(dǎo)軌、代表1/4車輛模型中的簧上質(zhì)量的滑塊、懸架安裝夾具、伺服激振系統(tǒng)和被測懸架系統(tǒng)組成，如圖 5所示：
圖 5 1/4車輛懸架加載臺架 1/4車輛懸架加載臺架具有如下特點： 適配麥弗遜、雙橫臂、多連桿等多種懸架形式； 可安裝車輪、減振器/空簧、擺臂、拉桿等在內(nèi)的全套懸架組件； 精準復(fù)現(xiàn)懸架組件在車輛中的空間姿態(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)量運動順滑、摩擦力小； 具有簧上質(zhì)量支撐、移動和鎖止機構(gòu)； 采用電液伺服激振系統(tǒng)，可輸出正弦、掃頻正弦、三角波、隨機路譜等波形； 安裝車身加速度、車輪加速度、懸架高度等車規(guī)級傳感器和可測量簧上質(zhì)量垂直位移、加速度、車輪垂直位移加速度、激振力、激振加速度的高精度測量傳感器： 3.2. 實時機柜 實時機柜為42U標準工業(yè)機柜，內(nèi)部以NI-PXI實時處理器為核心，配置外圍模塊組成實時I/O、運算和控制平臺，具體包括： NI-PXIe 17 slots機箱 NI-PXIe Intel Xeon實時處理器 模擬量IO、數(shù)字量IO板卡、CAN總線通訊板卡 傳感器輸入信號調(diào)理模塊 模擬量、PWM、PSI5傳感器信號仿真模塊 適應(yīng)CDC、MRD減振器及空簧系統(tǒng)驅(qū)動的功率驅(qū)動模塊 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. 上位機系統(tǒng) 利用NI VeriStand和TestStand進行試驗管理和測試自動化管理 Matlab/Simulink平臺下基于模型的控制算法開發(fā) 基于CarMaker、Carsim等商業(yè)軟件或基于Matlab/Simulink自主開發(fā)的仿真模型： 整車動力學(xué)仿真模型 路面、駕駛員及測試場景模型 傳感器模型 智能懸架執(zhí)行機構(gòu)模型 智能懸架控制算法模型 動態(tài)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)回放及曲線實時顯示功能 故障注入、故障保持、故障定位功能 如需詳細了解系統(tǒng)技術(shù)細節(jié)，歡迎致電010-68711970 |
