路面不平度与汽车速度对动态汽车衡称重的影响研究

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1、路面不平度与汽车速度对动态汽车衡称重的影响研究路面不平度与汽车速度对动态汽车衡称重的影响研究摘要：为研究路面不平度、汽车行驶速度对动态称重结果的关系，对随机路面与汽车动载荷进行了理论分析与计算机仿真。以具有两个自由与动度的1/4汽车模型作为研究对象，建立了路面不平度与汽车动载荷的数学模型；并根据ISOSC2/WG4道路不平度的五级分类标准，生成随机路面的不平度序列。通过Matlab/Simulink仿真得到汽车以不同速度通过不同等级的路面时产生的动载荷。由仿真结果对比分析可知，当汽车通过秤台时的速度、路面的等

2、级不同时，将会产生不同程度的汽车振动载荷，从而影响动态汽车衡称重的精度。这为进一步提高汽车动态称重的精度研究提供了理论依据。关键词：路面不平度；速度；动载荷；动态称重；Matlab中图分类号：TP271InfluenceresearchoftheroadroughnessandthespeedofcarondynamiccarscaleweighingFengXiuli,LiXiaolin,YangHongkouCollegeofInformationEngineering,TaiyuanUniversityo

3、fTechnology,Taiyuan030024,ChinaAbstract：Inordertoresearchtheinfluenceofroadroughnessandspeedondynamicweighingresults,therandomroadandthecardynamicloadwastheoreticalanalysised,andcomputersimulationwasdoneinthispaper.Thispaperselectedaquarterofthecarmodelasthe

4、researchobjectwhichhastwodegreesoffreedom,andestablishedamathematicalmodeloftheroadroughnessandcardynamicload.RandomroadroughnesssequencewasgeneratedonthebasisoftheISOSC2/WG4five-levelclassificationstandardsofroadroughness.ThroughMatlab/Simulinksimulation,dy

5、namicloadtodifferentspeedsbydifferentgradesofroadwasget.Throughthecomparisonofmodelsimulationresults,wecanseethatdifferentspeedsandroadroughnessleadtodifferentdynamicload,andaffecttheaccuracyofthedynamictruckscaleweighing.Thispaperprovidesatheoreticalbasisfo

6、rthedegreeofaccuracyondynamictruckscaleweighinginthefuture.Keywords：roadroughness;speed;dynamicload;dynamicweighing;Matlab0引言与静态汽车衡相比，动态汽车衡具有节省时间、效率高、不影响正常交通的优点，对实现公路交通运输管理的现代化具有十分重要的意义[1]。但动态汽车衡在称重时受到各种随机不确度因素包括汽车结构、路面激励、汽车行驶时的速度、加速度以及自身谐振等的干扰，对实现高精度动态称重造成了

7、严重的影响。目前，为了提高动态称重的精度，主要侧重于对硬件电路的改善如硬件抗干扰、高精度A/D转换以及称重信号的算法研究如神经网络、传感器输出信号的校正算法、数字滤波算法等[2]，但缺乏对汽车自身结构、运动状况及其动态载荷方面的深入分析，使得动态汽车衡称重精度的提高受到了很大的限制。本文对影响动态汽车衡称重精度的汽车动载荷进行了理论分析，推导了1/4型汽车随机振动的状态空间模型,以随机生成的不平整路面作为输入，通过计算机模拟仿真，对比分析了不同路面、不同车速时汽车振动载荷的情况。-1-1汽车随机振动的数学模型

8、在动态汽车衡称重过程中，实际作用于秤台上的力包括汽车的轴载荷与汽车的随机振动产生的动载荷。汽车产生振动的原因主要有[3]：称重台面（或路面）在汽车轮胎力的作用下产生了振动，而这种振动又反作用于汽车，从而产生汽车动载荷；汽车本身存在着振动，包括发动机偏心转动引起周期性振动以及轮胎花纹引起的周期性振动等；路面不平度引起了汽车的振动，不平整的路面作为汽车的一种激励，使其在竖直方向上产生了加速