一种基于modeFRONTIER联合仿真的空气悬架系统参数化试验设计平台和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于modeFRONTIER联合仿真的空气悬架系统参数化试验设计平台和方法实施例的框图，包括：基于ADAMS/Car的整车多体动力学仿真模块、MATLAB参数定义和数据处理模块、modeFRONTIER联合仿真平台。其中，MATLAB模块是通过接口接入到modeFRONTIER中的，而基于ADAMS/Car的整车多体动力学仿真模块是通过在modeFRONTIER内部利用仿真命令文件进行调用的，空气弹簧悬架系统参数的参数化和修改是在modeFRONTIER平台内完成的，联合仿真一旦开始，整个联合仿真过程中不需要人为的干涉，可以自动进行试验设计，输出试验设计的结果，大大节约了开发时间和开发成本；同时，通过将空气弹簧的特性曲线进行参数化设计，可以得到装有空气弹簧悬架车辆在平顺性较好情况下的理想空气弹簧特性曲线，为后期我公司的空气弹簧设计提供参考。设计提供参考。设计提供参考。

【技术实现步骤摘要】
一种基于modeFRONTIER联合仿真的空气悬架系统参数化试验设计平台和方法

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本专利技术属于汽车系统动力学仿真
，特别涉及一种基于modeFRONTIER联合仿真的空气悬架系统参数化试验设计平台和方法。

技术介绍
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在汽车行驶平顺性分析、操纵稳定性分析、疲劳分析和NVH分析领域，汽车系统动力学仿真技术作为汽车设计中不可或缺的一项技术，不仅能够降低产品开发的成本和缩短产品开发周期，而且也能为汽车结构的改进和优化设计提供参考。
[0003]在对车辆行驶平顺的影响因素研究时，悬架系统作为一个重要的影响因素，其相关参数的确定尤为重要。通过大量的实验设计分析可以找出悬架系统参数对车辆行驶平顺性的影响规律，以此为依据来对悬架系统参数进行优化设计。
[0004]目前，空气弹簧悬架参数化试验设计方法，大多数都是对除空气弹簧以外的其它参数进行参数化，或者用螺旋弹簧代替空气弹簧进行参数化，这些方法往往不能够得到 ADAMS/Car仿真所需要的理想空气弹簧特性曲线去提高车辆行驶平顺性。通过基于 modeFRONTIER联合仿真可以直接修改ADAMS/Car仿真模型里空气弹簧的属性文件，得到较为理想的空气弹簧特性曲线，为后期空气悬架的选型和设计以及提高车辆平顺性提供了依据。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路
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本专利技术的目的在于提供一种基于modeFRONTIER的空气悬架系统参数化试验设计的联合仿真平台及方法，能够在对车辆行驶平顺的空气悬架系统参数影响分析时，自动将悬架系统的一些参数进行参数化，完成参数的修改和输入，并控制ADAMS/Car进行平顺性仿真得到仿真试验设计结果。能够极大地节约研发时间和成本，并且为后期空气悬架系统参数的优化提供依据，从而克服上述现有技术中的缺陷。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于modeFRONTIER联合仿真的空气悬架系统参数化试验设计平台，包括以下几部分：基于ADAMS/Car的整车/零部件系统动力学仿真模块：在ADAMS/Car中建立整车/零部件刚体系统模型，分别建立前后悬架子系统、转向子系统、车身子系统、驱动传动子系统、制动子系统和轮胎子系统，设置并匹配相应的通讯器完成各子系统间信息的交互，最终将各个子系统装配在一起构成整车的动力学仿真模型；基于MATLAB的完成空气悬架系统参数定义模块和仿真输出结果的数据处理模块：包括后悬架减震器参数、后悬架缓冲块参数、空气弹簧参数、导向臂参数和空气弹簧的安装硬点的参数定义模块，以及在不同速度下的脉冲输入工况仿真输出结果数据处理模块；
基于modeFRONTIER的悬架系统参数化试验设计的联合仿真平台：利用modeFRONTIER 定义输入变量和输出变量，设置相应约束和实验设计方法，通过编写的命令文件和批处理文件与ADAMS/Car进行联合仿真；其中，MATLAB模块是通过接口接入到modeFRONTIER中的，而基于ADAMS/Car的整车多体动力学仿真模块是通过在modeFRONTIER内部利用仿真命令文件进行调用的，空气弹簧悬架系统参数的参数化和修改是在modeFRONTIER平台内完成的。
[0008]一种利用基于modeFRONTIER联合仿真的空气悬架系统参数化试验设计平台实现空气悬架系统参数化的实验设计方法，包括以下步骤：步骤(1)：整车/零部件系统多体动力学建模及仿真分析；步骤(2)：编写命令文件和批处理文件：控制ADAMS/Car进行仿真和提取仿真结果文件；步骤(3)：空气悬架系统参数化和平顺性仿真结果数据处理：利用MATLAB对空气悬架系统参数进行输入变量参数化处理，并对提取后的车辆平顺性仿真结果进行数据处理；步骤(4)：空气悬架系统参数化联合仿真建模：在modeFRONTIER中分别定义输入变量和输出变量，并设置相应的约束；分别导入在ADAMS/Car里与输入变量有关参数的属性文件、仿真命令文件和批处理文件；选择合适的实验设计方法，连接与MATLAB相应接口以及各个参数间相对应的节点。
[0009]优选地，上述技术方案中，步骤(1)具体为：在CATIA中测得后空气弹簧悬架的硬点坐标，根据测得的硬点坐标在ADAMS/Car中建立关键硬点，并建立相关部件，确定各个部件间的运动关系设置合适的约束；其中空气弹簧可以先利用螺旋弹簧的建模方式建立，之后在装配的时候将螺旋弹簧替换为空气弹簧，导向臂和横向稳定杆采用多段梁的建模方式建立；最后将各个子系统进行装配组成整车的多体动力学仿真模型。
[0010]优选地，上述技术方案中，步骤(2)具体为：利用记事本编写格式为*.cmd仿真命令文件和*.bat批处理文件；通过仿真命令文件打开仿真模型，进行相应工况的仿真并生成相应的仿真结果文件；通过批处理文件多次启动仿真命令文件并将修改后的属性文件覆盖修改前的文件，并删除结果文件中不需要的其它文件，释放内存。
[0011]优选地，上述技术方案中，仿真命令文件的编写可以参照ADAMS/Car在进行仿真和导出仿真结果时，后台自动生成的命令，其中在ADAMS/Car中可以通过快捷键F3调出后台命令；批处理文件的编写可以参考批处理文件的编写方法，主要包括文件覆盖、打开仿真命令文件和删除非必要结果文件三部分。
[0012]优选地，上述技术方案中，步骤(3)具体为：在MATLAB中编写*.m文件，将后悬架减震器、后悬架缓冲块空气弹簧、导向臂和空气弹簧的安装硬点进行参数化处理；将仿真输出结果文件提取到MATLAB中，进行数据处理生成相应结果曲线，并根据平顺性评价标准得到目标结果。
[0013]优选地，上述技术方案中，参数化处理通过参数定义模块分别定义后悬架减震器的刚度系数、缓冲块的刚度系数、缓冲块的长度系数、空气弹簧的刚度差值系数、导向臂横截面高度和空气弹簧的安装硬点参数并通过modeFRONTIER修改并覆盖相对应的属性文件完成参数修改。MATLAB数据处理主要包括运行ADAMS/Car程序命令、读取数据文件命令、导入数据命令和对应工况数据处理命令。
[0014]优选地，上述技术方案中，步骤(4)具体为：基于modeFRONTIER平台，联合 ADAMS/Car和MATLAB搭建联合仿真模型，进行试验设计，并对实验结果进行灵敏度分析。
[0015]优选地，上述技术方案中，联合仿真模型的输入变量和输出变量通过在modeFRONTIER中利用输入节点和输出节点定义同时设置相关约束，并且属性文件的修改和试验方法的选取也在modeFRONTIER中完成；后悬架系统具体参数的参数化以及仿真结果的处理在MATLAB中实现，动力学仿真过程在ADAMS/Car中后台进行；MATLAB模块通过对应节点与接入到modeFRONTIER平台中。
[0016]优选地，上述技术方案中，实验设计通过接入的逻辑节点并选择合适的试验设计方法完成试验的开始和结束。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于modeFRONTIER联合仿真的空气悬架系统参数化试验设计平台，包括以下几部分：基于ADAMS/Car的整车/零部件系统动力学仿真模块：在ADAMS/Car中建立整车/零部件刚体系统模型，分别建立前后悬架子系统、转向子系统、车身子系统、驱动传动子系统、制动子系统和轮胎子系统，设置并匹配相应的通讯器完成各子系统间信息的交互，最终将各个子系统装配在一起构成整车的动力学仿真模型；基于MATLAB的完成空气悬架系统参数定义模块和仿真输出结果的数据处理模块：包括后悬架减震器参数、后悬架缓冲块参数、空气弹簧参数、导向臂参数和空气弹簧的安装硬点的参数定义模块，以及在不同速度下的脉冲输入工况仿真输出结果数据处理模块；基于modeFRONTIER的悬架系统参数化试验设计的联合仿真平台：利用modeFRONTIER定义输入变量和输出变量，设置相应约束和实验设计方法，通过编写的命令文件和批处理文件与ADAMS/Car进行联合仿真；其中，MATLAB模块是通过接口接入到modeFRONTIER中的，而基于ADAMS/Car的整车多体动力学仿真模块是通过在modeFRONTIER内部利用仿真命令文件进行调用的，空气弹簧悬架系统参数的参数化和修改是在modeFRONTIER平台内完成的。2.一种利用基于modeFRONTIER联合仿真的空气悬架系统参数化试验设计平台实现空气悬架系统参数化的实验设计方法，包括以下步骤：步骤（1）：整车/零部件系统多体动力学建模及仿真分析；步骤（2）：编写命令文件和批处理文件：控制ADAMS/Car进行仿真和提取仿真结果文件；步骤（3）：空气悬架系统参数化和平顺性仿真结果数据处理：利用MATLAB对空气悬架系统参数进行输入变量参数化处理，并对提取后的车辆平顺性仿真结果进行数据处理；步骤（4）：空气悬架系统参数化联合仿真建模：在modeFRONTIER中分别定义输入变量和输出变量，并设置相应的约束；分别导入在ADAMS/Car里与输入变量有关参数的属性文件、仿真命令文件和批处理文件；选择合适的实验设计方法，连接与MATLAB相应接口以及各个参数间相对应的节点。3.根据权利要求2所述的利用基于modeFRONTIER联合仿真的空气悬架系统参数化试验设计平台实现空气悬架系统参数化的实验设计方法，其特征在于：所述步骤（1）具体为：在CATIA中测得后空气弹簧悬架的硬点坐标，根据测得的硬点坐标在ADAMS/Car中建立关键硬点，并建立相关部件，确定各个部件间的运动关系设置合适的约束；其中空气弹簧可以先利用螺旋弹簧的建模方式建立，之后在装配的时候将螺旋弹簧替换为空气弹簧，导向臂和横向稳定杆采用多段梁的建模方式建立；最后将各个子系统进行装配组成整车的多体动力学仿真模型。4.根据权利要求2所述的基于modeFRONTIER联合仿真的空气悬架系统参数化试验设计平台实现空气悬架系统参数化的实验设计方法，其特征在于：所述步骤（2）具体为：利用记事本编写格式为*.cmd仿真命令文件和*.bat批处理文件；通过仿真命令文件打开仿真模型，进...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹亮，张汤赟，邹小俊，袁刘凯，刘树生，
申请(专利权)人：南京依维柯汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：