【技术实现步骤摘要】
一种基于周向应变分析的重载轮胎垂向力的估计方法
[0001]本专利技术属于车辆工程
，具体地涉及一种基于周向应变分析的重载轮胎垂向力的估计方法。
技术介绍
[0002]轮胎是车辆行驶过程中除空气影响外其他运行所需作用力的唯一提供元件，是车辆诸多部件中与路面接触的唯一部件。轮胎与路面的相互作用信息对改进车辆的平顺性、操纵稳定性、动力性、制动性等性能指标有着重大参考作用。轮胎垂向力影响着车辆垂向振动特性，对车辆平顺性的控制和车辆参数估计有重要意义。
[0003]轮胎力信息对车辆控制系统至关重要，但车辆行驶中轮胎力动态测量受到技术和成本的限制很难实现。先前国内外学者建立了多种车辆动力学模型估算轮胎力，例如解析模型中被广泛应用的LuGre模型和Brush轮胎模型[6,7]，经验模型中的Rill模型、Burckhardt轮胎模型[8,9]等。但由于经验模型无法描述动态特性和非线性特征，解析模型存在影响因素表征不够完善、使用范围限制较大等缺陷，仅依靠车辆动力学模型难以完成对轮胎力的实时估计。
[0004]随着传感器...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于周向应变分析的重载轮胎垂向力的估计方法，其特征在于：包括：步骤1：建立重载轮胎有限元模型；步骤2：利用步骤1建立的重载轮胎有限元模型对不同垂向力下的静载工况进行仿真，然后对重载轮胎静载接地特性和重载轮胎静载周向应变曲线进行分析，并基于内衬层周向应变对接地角进行估计；步骤3：在步骤2的基础上，建立重载轮胎垂向力估计模型，提取不同静载荷下垂向力
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接地角仿真数据对重载轮胎垂向力估计模型进行训练测试，进而对垂向力预测。2.根据权利要求1所述的一种基于周向应变分析的重载轮胎垂向力的估计方法，其特征在于：所述步骤1包括：步骤1.1：采用有限元软件建立重载轮胎的有限元模型；步骤1.2：采用重载轮胎力学振动实验系统进行重载轮胎加载试验，获取重载轮胎不同静载荷下接地印记形状和轮胎下沉量，对比步骤1.1有限元模型仿真结果进行接地印记特性和垂向刚度验证；采用模态测试系统进行模态测试试验，获取重载轮胎轮辋自由状态下的前8阶径向振动模态振型和频率，对比步骤1.1有限元模型仿真结果进行振动特性验证。3.根据权利要求2所述的一种基于周向应变分析的重载轮胎垂向力的估计方法，其特征在于：所述步骤2具体为：步骤2.1：利用步骤1的重载轮胎有限元模型对不同垂向力下的静载工况进行仿真，获取不同载荷下轮胎接地应力云图和胎面中心点周向应变数据集，对重载轮胎静载接地特性进行分析，并获取不同静载荷下前后接地角和接地长度仿真数据集；步骤2.2：通过重载轮胎有限元模型对标准胎压、不同静载荷工况轮胎的内衬层周向应变曲线进行仿真分析；步骤2.3：通过步骤2.1和步骤2.2的分析，基于内衬层周向应变对接地角进行估计，提出接地角表征指标，并结合接地长度计算公式进行接地长度估算，并结合接地长度计算公式进行接地长度估算。4.根据权利要求3所述的一种基于周向应变分析的重载轮胎垂向力的估计方法，其特征在于：所述步骤3具体为：步骤3.1：建立基于支持向量回归机的垂向力估计模型，并通过转换建立基于支持向量回归机的垂向力估计模型的最优解公式，其中误差惩罚系数C和核函数参数γ是影响模型预测性能的关键因素，通过灰狼算法对误差惩罚系数C和核函数参数γ进行优化；步骤3.2：结合步骤2的应变数据集、接地角表征指标和接地长度计算公式，获取以接地角和接地长度为输入、垂向载荷为输出的特征集，并将特征集56组数据中的28组作为模型训练集，输入到步骤3.1的垂向力估计模型中进行训练，调整模型的惩罚系数C和核函数参数γ，再通过其余的28组测试集数据检测垂向力估计模型的预测性能，实现对垂向力的预测。5.根据权利要求4所述的一种基于周向应变分析的重载轮胎垂向力的估计方法，其特征在于：所述步骤3.1建立支持向量回归机的垂向力估计模型的最优解公式的过程为：步骤3.1.1.1：使用支持向量回归机做垂向力回归预测，定义训练集为：D＝{(x1,Fz1),
(x2,Fz2),
…
,(x
m
,Fz
m
)},Fz
i
∈R，则垂向力估计模型为：f
z
(x)＝w
T
Φ(x)+b
ꢀꢀꢀꢀ
(2)式中，i∈(1,2,3
…
,m)，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志浩，刘钇讯，刘秀钰，高钦和，程洪杰，黄通，马栋，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：
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