基于三向力激振的发动机转动惯性参数测试方法研究

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1、工程硕士学位论文基于三向力激振的发动机转动惯性参数测试方法研究作者姓名吴钦杰工程领域车辆工程校内指导教师丁康教授校外指导教师叶志刚教授级高工所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2015年1月ResearchofEngineRotationalInertialParameterTestBasedonThreeForceExcitationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WuQinjieSupervisor：Prof.DingKangSouthCh

2、inaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：U467.2学校代号：10561学号：201221003379华南理工大学硕士学位论文基于三向力激振的发动机转动惯性参数测试方法研究作者姓名：吴钦杰校内指导教师姓名、职称：丁康教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：车辆工程论文形式：ꇶ产品研发ꇶ工程设计√ꇶ应用研究ꇶ工程/项目管理ꇶ调研报告研究方向：车辆控制、故障诊断、性能测试与分析技术论文提交日期：2015年1月7日论文答辩日期：2015年3月13日学位授予单位：华南理工大学学

3、位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：熊锐委员：李巍华汪席文杨志坚赵克刚摘要对发动机进行减振隔振处理，避免发动机工作过程中的振动过多地传递到车身，造成车身零部件的疲劳损坏和影响乘员的乘坐舒适性是整车开发中的一个重要问题。悬置系统的优化设计可有效减小发动机的往复振动，并隔离从发动机传递到车身的振动，降低车内的振动和噪声。发动机的惯性参数是进行悬置系统优化设计的重要输入条件，是进行发动机减振隔振和基于振动分析的前提。针对精确获取发动机惯性参数这一目标，系统研究了发动机惯性参数识别方法。针对质量线法存在的不足之处，提出了

4、一种已知三向激励力和六轴加速度响应的发动机惯性参数识别方法。该方法通过在激励点处多次变换不同角度进行激励，测试激励点处的三向力和六轴加速度响应频谱，代入惯性参数识别程序，求解刚体的十个惯性参数。从理论上推导了该算法至少需要2个激励点、1个响应点数和3个不同的激励方向。分析了误差产生的原因，除绝对值较小的惯性积外的其他识别参数的误差要控制在5%以内，必须保证长度和角度的四类测量误差控制在以下范围内：1)激励点坐标误差应小于15mm；2)响应点坐标误差应小于5mm；3)六轴加速度传感器安装角度误差应小于2°；4)三向力传

5、感器安装角度误差应小于2°。增加激励方向及在条件允许的情况下增加响应点数，可以有效降低这些误差对识别精度的影响。通过质量和质心位置与发动机类似的标准块和动力总成模型进行仿真，验证了所提出识别算法的正确性；将识别结果与运用传统质量线法的识别结果和理论值进行对比，进一步验证了算法的有效性。该方法不需要专门的试验台，原理简单，操作方便，适用于一切可视为刚体的惯性参数识别，尤其是复杂形状的刚体，具有重要的工程应用价值。关键字：发动机；惯性参数；三向力；六轴响应IAbstractHowtoreduceandisolateeng

6、inevibrationisanimportantissueinvehicledevelopment.Reducingthevibrationtransmissioncanreducethebodypartsfatiguedamageandimprovetheseatingcomfort.Optimaldesignofsuspensionsystemcaneffectivelyreducethereciprocatingvibrationofengineandisolatethevibrationtransmissi

7、on,andreducetheinternalvibrationandnoiseaccordingly.Theinertialparameteroftheengineisanimportantinputduringtheoptimizationdesignofsuspensionsystem.Itisthepreconditionofenginevibrationanalysis.Inordertogettheengineinertialparameterprecisely,theidentificationmeth

8、odsofengineinertialparametersarestudiedsystematically.Accordingtotheshortcomingsofthetraditionalmasslinemethod,anengineinertialparameteridentificationmethodbasedonthethree-a