吉林大学学报(工学版) ›› 2019, Vol. 49 ›› Issue (6): 1795-1801.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20180853

• • 上一篇    下一篇

转动惯量试验台的惯性参数测量

王杨(),宋占帅,郭孔辉(),庄晔   

  1. 吉林大学 汽车仿真与控制国家重点实验室, 长春 130022
  • 收稿日期:2018-08-14 出版日期:2019-11-01 发布日期:2019-11-08
  • 通讯作者: 郭孔辉 E-mail:yangwang@jlu.edu.cn;guokh@khat.com.cn
  • 作者简介:王杨（1988-）,男,博士研究生.研究方向: 汽车动态仿真与控制.E-mail:yangwang@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家青年科学基金项目(51705186);中国汽车产业创新联合发展基金项目(U1664257);江西科技学院汽车服务工程及产业升级协同创新中心开放基金项目(16XTKFYB01)

Measurement of inertial parameters of rotating inertia rig

Yang WANG(),Zhan⁃shuai SONG,Kong⁃hui GUO(),Ye ZHUANG   

  1. State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control, Jilin University, Changchun 130022, China
  • Received:2018-08-14 Online:2019-11-01 Published:2019-11-08
  • Contact: Kong?hui GUO E-mail:yangwang@jlu.edu.cn;guokh@khat.com.cn

RICH HTML

 20   

PDF (PC)

251

摘要：

为解决复杂机械系统的惯性参数不易获取的问题，在研究惯性参数计算多体动力学的基础上，分别建立了质心位置坐标解算的静力学方程和惯性参数解算的动力学方程。为消除摩擦力对辨识精度的影响，提出预调平台运动方向，利用同角度下正、负摩擦力相消的试验方法，并利用数据滤波和数据拟合对试验数据进行处理，剔除数据高频噪声和谐波噪声。最后，利用递推最小二乘法实现对质心位置坐标和惯性张量的辨识，通过试验验证了该方法的有效性。本试验台能对发动机及动力总成等汽车部件的惯性参数进行测试。

关键词: 车辆工程, 惯性参数, 参数辨识, 计算方法

Abstract:

To solve the problem of struggling to obtain the inertial parameters of complex mechanical systems, the static equations for solving the coordinates of the center of mass and the dynamic equations for solving the inertia parameters are established respectively on the basis of studying the computational dynamics of inertial parameters. In order to eliminate the influence of friction on identification accuracy, a series of experimental methods are proposed, including pre?adjusting the moving direction of the platform, eliminating the positive and negative friction forces at the same angle, processing the experimental data by data filtering and data fitting to eliminate the high frequency noise and harmonic noise of the data. Finally, the recursive least square method is used to identify the coordinates of the center of mass and inertia tensors, and the validity of the method is verified by experiments. The test platform can test the inertia parameters of automobile parts such as engine and powertrain.

Key words: vehicle engineering, inertial parameter, parameter identification, calculation method

中图分类号: 

  • U461

图1

惯性参数测量试验台"

图2

运动示意图"

图3

惯性参数测量试验台"

图4

惯性参数测量试验台"

图5

俯仰运动Y方向力信号"

图6

俯仰运动Z方向力信号"

图7

侧倾运动数据图"

图8

惯性矩 Ixx "

表1

惯性参数的理论值与测量值对比"

惯性参数 理论值A 测量值A 理论值B 测量值B
质量/kg 427.381 428.050 427.381 428.080
质心X坐标/m -0.016 -0.012 -0.016 -0.015
质心Y坐标/m -0.010 -0.009 0.0010 0.010
质心Z坐标/m 0.450 0.452 0.450 0.452
惯量Ixx/（kg·m2） 30.947 28.240 30.952 30.435
惯量Iyy/（kg·m2） 100.145 101.432 100.140 94.744
惯量Izz/（kg·m2） 125.236 123.322 125.236 123.119
惯性积Ixy/（kg·m2） -1.96 -0.176 1.959 0.518
惯性积Ixz/（kg·m2） -0.476 -3.503 -0.476 -2.719
惯性积Iyz/（kg·m2） -0.285 -2.383 0.285 1.390
1 Gobbi M , Mastinu G , Previati . A method for measuring the inertia properties of rigid bodies[J]. Mechanical Systems and Signal Processing, 2011, 25(1): 305-318.
2 郭孔辉，丁金全，薛冰，等 .汽车惯性参数测量研究[J].长安大学学报:自然科学版, 2014, 34(5): 152-160.
2 Guo Kong-hui , Ding Jin-quan , Xue Bing , et al . Inertial parameters measuring: review[J].Journal of Chang’an University(Natural Science Edition)， 2014, 34(5): 152-160.
3 Moment of inertia measurement system (MIMS) .[DB/OL].[2018-08-14]
4 Brancati R , Russo R , Savino S . Method and equipment for inertia parameter identification[J]. Mechanical Systems and Signal Processing, 2010, 24(1): 29-40.
5 Previati G , Mastinu G , Gobbi M ,et al . A new test rig for measuring the inertia properties of vehicles and their subsystems[C]∥ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, Anaheim, California, USA, 2004: 1-11.
6 郭孔辉, 丁金全 . 一种汽车惯性参数测量试验台及动态计算方法[P].中国：CN 103592077A， 2014-02-19.
7 郭孔辉, 丁金全, 许男, 等 . 汽车惯性参数测量试验台运动学分析与计算方法[J]. 农业机械学报, 2014, 45(6): 1-6.
7 Guo Kong-hui , Ding Jin-quan , Xu Nan , et al . Kinematic analysis and calculation of automobile inertial parameters measuring device[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2014, 45(6): 1-6.
8 Shabana A A . Computational Dynamics(Third Edition)[M]. United Kingdom：Wiley, 2010.
9 Schedlinski C , Link M . A study of current inertia parameter[J]. Mechanical System and Signal Processing, 2001, 15(1): 189-211.
10 Wittenburg J . Dynamics of Multibody Dynamics[M]. 2nd ed. New York: Springer, 2008.
11 秦余钢, 马勇, 张亮, 等 . 基于改进最小二乘法的船舶操纵性参数辨识[J]. 吉林大学学报:工学版, 2016, 46(3): 897-903.
11 Qin Yu-gang , Ma Yong , Zhang Liang , et al . Parameter identification of ship's maneuvering motion based on improved least square method[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2016, 46(3): 897-903.
12 Astrom K , Wittenmark B . Adaptive Control[M]. New York: Dover Publications, 1994.
[1] 马芳武,倪利伟,吴量,聂家弘,徐广健. 轮腿式全地形移动机器人位姿闭环控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(6): 1745-1755.
[2] 陈鑫,阮新建,李铭,王宁,王佳宁,潘凯旋. 基于大涡模拟的离散格式改进方法及应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(6): 1756-1763.
[3] 何仁,涂琨. 基于温度补偿气隙宽度的电磁制动器[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(6): 1777-1785.
[4] 靳立强, 田端洋, 田浩, 刘蒙蒙. 汽车电子稳定系统制动增力辅助技术[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(6): 1764-1776.
[5] 李杰, 郭文翠, 赵旗, 谷盛丰. 基于车辆响应的路面不平度识别方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(6): 1810-1817.
[6] 管欣,金号,段春光,卢萍萍. 汽车行驶道路侧向坡度估计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(6): 1802-1809.
[7] 刘巧斌,史文库,陈志勇,骆联盟,苏志勇,黄开军. 混合可靠性模型参数的核密度和引力搜索估计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(6): 1818-1825.
[8] 庄蔚敏,刘洋,王鹏跃,施宏达,徐纪栓. 钢铝异质自冲铆接头剥离失效仿真[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(6): 1826-1835.
[9] 陈百超,邹猛,党兆龙,黄晗,贾阳,石睿杨,李建桥. CE-3月球车筛网轮月面沉陷行为试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(6): 1836-1843.
[10] 马芳武,韩露,周阳,王世英,蒲永锋. 采用聚乳酸复合材料的汽车零件多材料优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(5): 1385-1391.
[11] 高振海,孙天骏,何磊. 汽车纵向自动驾驶的因果推理型决策[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(5): 1392-1404.
[12] 张博,张建伟,郭孔辉,丁海涛,褚洪庆. 路感模拟用永磁同步电机电流控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(5): 1405-1413.
[13] 王鹏宇,赵世杰,马天飞,熊晓勇,程馨. 基于联合概率数据关联的车用多传感器目标跟踪融合算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(5): 1420-1427.
[14] 胡兴军,惠政,郭鹏,张扬辉,张靖龙,王靖宇,刘飞. 基于流固耦合的汽车气动特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(5): 1414-1419.
[15] 韩小健,赵伟强,陈立军,郑宏宇,刘阳,宗长富. 基于区域采样随机树的客车局部路径规划算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2019, 49(5): 1428-1440.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 钱直睿，李明哲，孙刚，谭富星，金文姬 . 球形面多道次多点成形的数值模拟[J]. 吉林大学学报(工学版), 2007, 37(02): 338 -0342 .
[2] 王峰, 曹喜滨, 耿云海. 椭圆轨道上在轨服务航天器绕飞轨道设计及控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2006, 36(03): 410 -0416 .
[3] 洪伟;吕庆胜;谭满志;郭英男;艾森林 . 乙醇/柴油发动机乙醇乙醛排放测试系统的设计与应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2006, 36(06): 885 -0858 .
[4] 李英,朱明超，李元春 . 可重构机械臂模糊神经补偿控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2007, 37(01): 206 -211 .
[5] 杨志军，吴晓明，陈塑寰，孟树兴. 多工况约束下客车顶棚拓扑优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2006, 36(增刊1): 12 -0015 .
[6] 张富，赵继，庄艳 . 光学玻璃表面液流悬浮研抛加工[J]. 吉林大学学报(工学版), 2007, 37(03): 544 -0547 .
[7] 杨志军;陈宇东;陈新 . 多频率约束下振动筛动态拓扑优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2008, 38(03): 609 -0613 .
[8] 白岩，刘大有，刘杰 . 一种移动Agent通信中本体信息调整方法
[J]. 吉林大学学报(工学版), 2007, 37(05): 1132 -1136 .
[9] 张雪松，卢奕南，崔维力 . Java程序调用流迷惑技术
[J]. 吉林大学学报(工学版), 2008, 38(增刊): 150 -0155 .
[10] 王庆年，金启前，初 亮，王伟华. 传动系参数和控制参数对并联混合动力轿车性能的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2005, 35(03): 243 -248 .
版权所有 © 《吉林大学学报(工学版)》编辑部
地址：长春市人民大街5988号　电话：+86-431-85095297　传真：+86-431-85094074　E-mail: xbgxb@jlu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发