基于归一化贡献量排序的汽车振动关键传递路径获取方法技术

本发明专利技术涉及一种基于归一化贡献量排序的汽车振动关键传递路径获取方法，包括以下步骤：101)在样车上选定样车坐标系以及汽车振动关键点的位置；102)分别获取激励点到参考点、激励点到激励点、激励点到目标点之间的传递函数以及振动加速度随转速变化的振动响应信号；103)构建载荷识别的传递函数矩阵H，并构建加速度信号矩阵A，获取激励点的载荷矩阵F；104)激励点的载荷进行归一化处理；105)获取传递路径上激励点对目标点的振动贡献量，并对振动贡献量由大到小排序，将最大的振动贡献量对应的传递路径作为最关键传递路径。与现有技术相比，本发明专利技术具有同时考虑传递函数和载荷、误差小、准确可行性等优点。

A method for obtaining vehicle vibration critical path based on normalized contribution ranking

The present invention relates to a method for obtaining vehicle vibration critical transmission path based on normalized contribution ordering, which comprises the following steps: 101) selecting the sample vehicle coordinate system and the position of the vehicle vibration critical point on the sample vehicle; 102) obtaining the transfer functions from the excitation point to the reference point, the excitation point to the excitation point, and the excitation point to the target point, respectively. 103) The transfer function matrix H of load identification is constructed, and the acceleration signal matrix A is constructed to obtain the load matrix F; 104) the load of the excitation point is normalized; 105) the vibration contribution of the excitation point on the transmission path to the target point is obtained, and the acceleration signal matrix A is constructed. Vibration contribution is ordered from large to small, and the transfer path corresponding to the maximum vibration contribution is regarded as the most critical transfer path. Compared with the prior art, the invention has the advantages of taking into account both the transfer function and the load, small error, accuracy and feasibility.

【技术实现步骤摘要】
基于归一化贡献量排序的汽车振动关键传递路径获取方法
本专利技术涉及振动噪声载荷识别和传递路径分析领域，尤其是涉及一种基于归一化贡献量排序的汽车振动关键传递路径获取方法。
技术介绍
随着对汽车的舒适性要求越来越高,尤其对汽车的振动性能提出更高的要求，一些关键部位的振动路径分析和载荷识别越来越受到广泛的关注。为了有效识别振动传递的关键路径，往往要预测和分析各个激励和传递路径对这些部位响应贡献量的情况，传递路径分析方法(TransferPathAnalysis，TPA)是一个行之有效的方法。TPA工程应用中主要涉及载荷识别和路径排序。实际工程中一般采用频响函数求逆法进行载荷识别，然后利用传递函数和载荷计算贡献量。但是目前对传递路径排序的方法还不够完善，往往存在排序结果与实际情况存在较大的偏差，主要存在以下问题：(1)在对传递路径进行排序时，往往只考虑灵敏度，认为灵敏度大的路径就是关键传递路径，实际上目标点的振动是灵敏度和路径载荷两个方面的共同作用。(2)忽略了各条路径识别的载荷之间可能相差较大造成的误差。为此，需要更进一步的采取措施来解决振动传递路径排序过程中出现的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于归一化贡献量排序的汽车振动关键传递路径获取方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于归一化贡献量排序的汽车振动关键传递路径获取方法，包括以下步骤：101)在样车上选定样车坐标系以及汽车振动关键点的位置，并建立振动传递路径模型；102)对样车进行传递函数测试和响应测试，分别获取激励点到参考点、激励点到激励点、激励点到目标点之间的传递函数以及振动加速度随转速变化的振动响应信号；103)根据传递函数构建载荷识别的传递函数矩阵H，并根据振动加速度随转速变化的振动响应信号构建加速度信号矩阵A，获取激励点的载荷矩阵F；104)激励点的载荷进行归一化处理克服载荷相差较大造成的路径排序误差；105)根据归一化后的激励点的载荷以及传递路径上激励点到目标点的传递函数，获取传递路径上激励点对目标点的振动贡献量，并对振动贡献量由大到小排序，将最大的振动贡献量对应的传递路径作为最关键传递路径。所述的步骤101)中，选定样车的前进方向为样车坐标系的正X方向，样车前进左手方向为样车坐标系的正Y方向，垂直向上方向作为样车坐标系的正Z方向。所述的步骤101)中，所述的汽车振动关键点包括样车内振动的目标点、激励点和参考点，所述的目标点的位置为方向盘十二点以及座椅导轨，所述的激励点的位置为发动机前悬置点与车身的连接点sf、发动机后悬置点与车身的连接点sr、排气管与车身前悬挂点pf以及排气管与车身后的悬挂点pr。所述的步骤102)具体包括以下步骤：1021)通过力锤对激励点进行敲击施加激励，采用LMS.test.lab测试软件ImpactTesting模块获取激励点到参考点、激励点到激励点以及激励点到目标点之间在X、Y和Z三个方向的传递函数；1022)启动发动机，采用LMS.test.lab测试软件中LMS.signature模块获取各关键点的振动加速度随转速变化的振动响应信号。所述的步骤103)中，激励点的载荷矩阵F的计算式为：F＝H-1A即：其中，Fij为第i激励点j方向的载荷，且i＝sf,sr，pf，pr；j＝X,Y,Z，Anj为第n个参考点j方向加速度信号，且n＝1,2…8；j＝X,Y,Z，为第i激励点到第n个参考点的传递函数。所述的步骤104)中，将激励点的载荷矩阵F的元素归一化处理为[0,1]之间。所述的步骤105)中，传递路径上激励点对目标点的振动贡献量Tt的计算式为：Tit＝HitFi其中，Tit为传递路径上激励点i对目标点t的振动贡献量，Hit为传递路径上激励点i对目标点t的传递函数，Fi为归一化后激励点i的载荷。所述的参考点位于以激励点为圆心半径20cm的圆内，其数目为激励点数目的2倍及以上。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术采用了归一化处理的方法对振动传递路径贡献量进行排序同时考虑了传递函数和载荷两方面因素，不做归一化处理的贡献量分析往往因为某一频率点传递函数存在较大的峰值或者载荷存在较大的峰值导师最终贡献量排序的结果存在一定的误差，归一化处理后可以传递函数和载荷在一定范围内，因此本方法具有准确可行性和工程应用简便的优点。附图说明图1是前悬置XYZ向到方向盘Z向传递函数。图2是前悬挂Z向到方向盘XYZ向传递函数。图3是排气管前悬挂XYZ向载荷识别结果。图4是排气管后悬挂XYZ向载荷识别结果。图5是发动机前悬置XYZ向载荷识别结果。图6是发动机后悬置XYZ向载荷识别结果。图7是对方向盘Z向的传递路径贡献量排序结果。图8是对座椅导轨Z向的传递路径贡献量排序结果。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供一种基于归一化贡献量排序的汽车振动关键传递路径获取方法，包括以下步骤：101.对样车建立振动传递路径模型，具体包括：(1)选定汽车前进方向的方向为整车坐标的正X方向；汽车前进左手方向为整车坐标的正Y方向；垂直向上作为整车坐标的正Z方向。测试过程中传感器布置方向与整车坐标统一；(2)将样车内振动的目标点、激励点和参考点统统定义为汽车振动的关键点。选取的目标点位置为方向盘十二点X、Y、Z三个方向和座椅导轨X、Y、Z三个方向。激励点的位置为发动机前后悬置点与车身的连接点X、Y、Z三个方向和排气管与车身前后的悬挂点X、Y、Z三个方向。参考点的位置选择激励点附近，要求参考信号的数目是激励点数目的2倍及以上，在每个激励点附近选择两个参考点，共8个参考点；102.对样车进行传递函数测试和响应测试，具体包括：1021)使用力锤方法对激励点施加激励，使用LMS.test.lab测试软件ImpactTesting模块测试各关键点间X,Y和Z三个方向的传递函数，使用力锤对发动机前后悬置点和排气管前后悬挂点进行敲击测得激励点到参考点，激励点到激励点以及激励点到目标点之间的传递函数。在使用锤击法测量传递函数时，为了减少测量误差，得到更为准确的传递函数，进行多次敲击然后取平均值。1022)启动发动机，利用LMS.test.lab测试软件中LMS.signature模块测试各关键点振动加速度随转速变化的振动响应信号。103)根据测试获取的传递函数，构建载荷识别的传递函数矩阵，具体包括：构建激励点载荷计算的传递函数矩阵：传递函数矩阵求逆和载荷识别：1031)构建激励点载荷计算的传递函数矩阵：1032)根据响应数据和获取的传递函数计算载荷Fij；104.逆矩阵法载荷的归一化处理，具体包括：为克服各路径载荷相差较大造成的路径排序误差，对各条路径载荷1041)对FsfX,FsfY,FsfZ,FpfX,FpfY,FpfZ,FsrX,FsrY,FsrZ,FprX,FprY,FprZ做归一化处理：将载荷FsfX,FsfY,FsfZ,FpfX,FpfY,FpfZ,FsrX,FsrY,FsrZ,FprX,FprY,FprZ归一化处理为[0,1]之间。FsfX+FsfY+FsfZ+FpfX+FpfY+FpfZ+FsrX+FsrY+FsrZ+FprX+FprY+FprZ＝F总(2)归一化处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于归一化贡献量排序的汽车振动关键传递路径获取方法，其特征在于，包括以下步骤：101)在样车上选定样车坐标系以及汽车振动关键点的位置，并建立振动传递路径模型；102)对样车进行传递函数测试和响应测试，分别获取激励点到参考点、激励点到激励点、激励点到目标点之间的传递函数以及振动加速度随转速变化的振动响应信号；103)根据传递函数构建载荷识别的传递函数矩阵H，并根据振动加速度随转速变化的振动响应信号构建加速度信号矩阵A，获取激励点的载荷矩阵F；104)激励点的载荷进行归一化处理克服载荷相差较大造成的路径排序误差；105)根据归一化后的激励点的载荷以及传递路径上激励点到目标点的传递函数，获取传递路径上激励点对目标点的振动贡献量，并对振动贡献量由大到小排序，将最大的振动贡献量对应的传递路径作为最关键传递路径。

【技术特征摘要】
1.一种基于归一化贡献量排序的汽车振动关键传递路径获取方法，其特征在于，包括以下步骤：101)在样车上选定样车坐标系以及汽车振动关键点的位置，并建立振动传递路径模型；102)对样车进行传递函数测试和响应测试，分别获取激励点到参考点、激励点到激励点、激励点到目标点之间的传递函数以及振动加速度随转速变化的振动响应信号；103)根据传递函数构建载荷识别的传递函数矩阵H，并根据振动加速度随转速变化的振动响应信号构建加速度信号矩阵A，获取激励点的载荷矩阵F；104)激励点的载荷进行归一化处理克服载荷相差较大造成的路径排序误差；105)根据归一化后的激励点的载荷以及传递路径上激励点到目标点的传递函数，获取传递路径上激励点对目标点的振动贡献量，并对振动贡献量由大到小排序，将最大的振动贡献量对应的传递路径作为最关键传递路径。2.根据权利要求1所述的一种基于归一化贡献量排序的汽车振动关键传递路径获取方法，其特征在于，所述的步骤101)中，选定样车的前进方向为样车坐标系的正X方向，样车前进左手方向为样车坐标系的正Y方向，垂直向上方向作为样车坐标系的正Z方向。3.根据权利要求1所述的一种基于归一化贡献量排序的汽车振动关键传递路径获取方法，其特征在于，所述的步骤101)中，所述的汽车振动关键点包括样车内振动的目标点、激励点和参考点，所述的目标点的位置为方向盘十二点以及座椅导轨，所述的激励点的位置为发动机前悬置点与车身的连接点sf、发动机后悬置点与车身的连接点sr、排气管与车身前悬挂点pf以及排气管与车身后的悬挂点pr。4.根据权利要求1所述的一种基于归一化贡献量排序的汽车振动关键传递路径获取方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭辉，吕将，刘宁宁，王岩松，祁宏钟，刘学文，王孝兰，祁喜全，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31