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一種轎車懸架KC特性數據的處理方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410157378.2

申請日:

2014.04.18

公開號:

CN105022848A

公開日:

2015.11.04

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G06F 17/50申請日:20140418|||公開
IPC分類號: G06F17/50 主分類號: G06F17/50
申請人: 廣州汽車集團股份有限公司
發明人: 王彧; 陳龍; 弓振鵬; 段守焱; 鄭作民; 王黎明; 張寧
地址: 510000廣東省廣州市越秀區東風中路448-458號成悅大廈23樓
優先權:
專利代理機構: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙)44238 代理人: 潘中毅; 熊賢卿
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410157378.2

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.12.08|||2015.12.02|||2015.11.04

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供一種轎車K&C特性數據的處理方法,包括:獲得在不同工況項目下進行仿真和實驗測試所得到的仿真文件與實驗文件;獲得每個工況項目下的所有文件的名稱,同一個工況項目下的文件名稱存儲在同一個文件名稱存儲單元;讀取文件名稱存儲單元并根據文件名稱將相應工況項目下的仿真文件和實驗文件導入到MATLAB中,并提取出仿真數據和實驗數據;獲得反映懸架K&C特性的多個工況項目的仿真曲線和實驗曲線,以及生成K&C特性參數表;根據數據處理的結果生成報告文件。本發明可以同時獲得各個工況項目下的所有仿真文件和實驗文件的名稱,使得后續能夠一次性處理多個工況項目文件數據,節約時間,出錯率低,進一步節約開發成本。

權利要求書

權利要求書
1.  一種汽車懸架運動學特性和動力學特性數據的處理方法,包括:
獲得在不同工況項目下進行仿真和實驗測試所得到的仿真文件與實驗文件,所述不同工況項目包括反映懸架K&C特性的多個工況項目;
獲得每個工況項目下的所有仿真文件和實驗文件的名稱,同一個工況項目下的所有仿真文件和實驗文件的名稱存儲在同一個文件名稱存儲單元;
讀取所述文件名稱存儲單元并根據所述文件名稱將相應工況項目下的仿真文件和實驗文件導入到MATLAB中;
在MATLAB中提取出所述仿真文件和實驗文件中的仿真數據和實驗數據;
根據提取的所述仿真數據和實驗數據,進行曲線擬合獲得所述反映懸架K&C特性的多個工況項目的仿真曲線和實驗曲線,并根據所述曲線擬合獲得的曲線多項式計算所述工況項目所對應參數的零點值或零點梯度值;
將同一工況項目的仿真曲線和實驗曲線繪制在同一圖片中;
將根據所述提取的仿真數據和實驗數據所分別計算出的零點值或零點梯度值,導入到一xls文件中,生成K&C特性參數表;
根據數據處理的結果生成報告文件,所述報告文件包括PPT報告文件和xls文件,其中,所述PPT報告包括有所述各個工況項目的曲線圖片,所述xls文件包括生成的所述K&C特性參數表。

2.  根據權利要求1所述的方法,其特征在于,
所述前懸架的K特性工況包括:平行輪跳、反向輪跳、轉向,對應的工況項目數依次為10、7、6;所述后懸架的K特性工況包括:平行輪跳、反向輪跳,對應的工況項目數依次為10、7;
所述前懸架和后懸架的C特性工況包括:同向回正力矩、反向回正力矩、同向側向力、反向側向力、縱向力,對應的工況項目數依次為2、2、3、3、3;
每一工況項目進一步分為左、右車輪。

3.  根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述提取出仿真數據具體包括:
找到所述仿真文件中第三行起始位置的數字a,再加一確定的數b,得到一個數字m,然后將所述仿真文件中從第一到第m行的數據去除,得到S個a×6矩陣,S為仿真步數;
從所述S個a×6矩陣中提取出仿真REQ數據。

4.  根據權利要求3所述的方法,其特征在于,所述從S個a×6矩陣中提取出仿真REQ數據具體包括:
按仿真步數S將每一個a×6矩陣的相同行數的數據提取出來,分別作為單獨數據行;
將所述數據行按照仿真步數順序由小到大組合成a個S×6數據矩陣,形成a個仿真REQ數據矩陣;
將所述a個仿真REQ數據矩陣的第一列數據作為所需工況的仿真數據提取出來。

5.  根據權利要求3所述的方法,其特征在于,對于前懸架仿真文件,所述確定的數b為62,對于后懸架仿真文件,所述確定的數b為61。

6.  根據權利要求3所述的方法,其特征在于,所述提取出實驗數據具體包括:
讀取所述實驗文件的有效數據區域,然后再按列提取出各個K&C特性REQ數據,所述有效數據區域是指所述實驗文件中從第2行第2列到第c行第d列的數據區域。

7.  根據權利要求6所述的方法,其特征在于,c取值58,d取值48。

8.  根據權利要求6所述的方法,其特征在于,還包括:
根據從所述仿真文件和實驗文件中提取出的輪胎垂向受力Fz、輪胎接地點垂向位移Cz以及輪胎中心點垂向位移Hz的REQ數據,按下述方式計算輪胎剛度Kz:
Kz=d(Fz)/d((Cz-Hz)。

9.  根據權利要求6所述的方法,其特征在于,還包括:在計算轉向工況的阿克曼百分比時采用最大內輪轉向角來計算。

10.  根據權利要求6所述的方法,其特征在于,所述繪制出的圖片還包括:曲線標簽,橫、縱坐標軸名稱以及圖片名稱,其中所述曲線標簽設置在不遮擋所述仿真曲線或實驗曲線的位置,所述圖片的格式為emf格式。

11.  根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述生成K&C特性參數表具體包括:
將根據所述提取的仿真數據和實驗數據所分別計算出的零點值或零點梯度值存儲在一個66×14實數矩陣,所述66×14實數矩陣進一步分為反映前懸架的36×14矩陣和反映后懸架的30×14矩陣;所述36×14矩陣分為8個矩陣塊,用于填寫反映前懸架左輪或右輪K&C特性的參數值;所述30×14矩陣分為7個矩陣塊,用于填寫反映后懸架左輪或右輪K&C特性的參數值;所述每一矩陣塊按實驗和仿真數據分別再分為兩個N×7實數矩陣,N對應于所述工況項目數;
將所述零點值或零點梯度值導入到一個結構對應于所述66×14實數矩陣的xls文件中。

12.  根據權利要求11所述的方法,其特征在于,所述xls文件包括K&C、rearK&C、trK&C和trrearK&C四個工作簿,其中,K&C和rearK&C工作簿分別用于存儲反映前、后懸架K&C特性的參數值,每個工作簿分上下兩部分,分別用于存儲反映左、右輪懸架K&C特性的參數值;trK&C和trrearK&C工作簿分別鏈接K&C和rearK&C工作簿中的數據,并且鏈接所述PPT報告中的數據。

說明書

說明書一種轎車懸架K&C特性數據的處理方法
技術領域
本發明涉及汽車底盤領域,尤其涉及一種轎車懸架K&C特性數據的處理方法。 
背景技術
懸架的運動學特性(Kinematics,簡稱K特性)和動力學特性(Compliance,簡稱C特性)統稱為懸架的K&C特性,研究的是在車輪與車身發生相對運動或者車輪受到來自路面的各種力和力矩的作用時,懸架的導向機構對汽車整車性能的影響。 
懸架的K&C特性是汽車動力學特性的重要基礎,影響著汽車操縱穩定性、行駛平順性和行駛速度等整車性能。其實驗方法有兩種:一種是計算機軟件仿真法,另一種是通過汽車懸架實驗臺,進行實車臺架實驗。通過懸架K&C性能的分析改進,可為整車性能的提升提供支持。 
目前,對于反映懸架K&C特性的項目尚不統一,對于實驗數據的處理方法也不統一,且準確度不高。另外,目前為得到一份懸架K&C仿真或者實驗分析結果報告,需要在機械系統動力學自動分析軟件ADAMS(全稱Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems,是美國MDI公司開發的一款虛擬樣機分析軟件)后處理結果中導入實驗和仿真文件,再選擇所需要的懸架特性數據進行測量,最后將所得圖片截圖至相應的報告文件中,將所測量的數據逐個填入到相應的參數表中。如此繁瑣的做法,不可避免地要花費大量的時間,且讀取和填寫結果數據時錯誤率很高,所生成的報告也很難保證其整潔與美觀。 
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于,提供一種轎車懸架K&C特性數據的處理方法,能夠自動化準確處理K&C特性實驗與仿真數據,自動生成對應的整潔美觀的PPT報告和K&C特性參數表。 
為了解決上述技術問題,本發明提供一種轎車懸架運動學特性和動力學特性數據的處理方法,包括: 
獲得在不同工況項目下進行仿真和實驗測試所得到的仿真文件與實驗文件,所述不同工況項目包括反映懸架K&C特性的多個工況項目;
獲得每個工況項目下的所有仿真文件和實驗文件的名稱,同一個工況項目下的所有仿真文件和實驗文件的名稱存儲在同一個文件名稱存儲單元;
讀取所述文件名稱存儲單元并根據所述文件名稱將相應工況項目下的仿真文件和實驗文件導入到MATLAB中;
在MATLAB中提取出所述仿真文件和實驗文件中的仿真數據和實驗數據;
根據提取的所述仿真數據和實驗數據,進行曲線擬合獲得所述反映懸架K&C特性的多個工況項目的仿真曲線和實驗曲線,并根據所述曲線擬合獲得的曲線多項式計算所述工況項目所對應參數的零點值或零點梯度值;
將同一工況項目的仿真曲線和實驗曲線繪制在同一圖片中;
將根據所述提取的仿真數據和實驗數據所分別計算出的零點值或零點梯度值,導入到一xls文件中,生成K&C特性參數表;
根據數據處理的結果生成報告文件,所述報告文件包括PPT報告文件和xls文件,其中,所述PPT報告包括有所述各個工況項目的曲線圖片,所述xls文件包括生成的所述K&C特性參數表。
其中, 
所述前懸架的K特性工況包括:平行輪跳、反向輪跳、轉向,對應的工況項目數依次為10、7、6;所述后懸架的K特性工況包括:平行輪跳、反向輪跳,對應的工況項目數依次為10、7;
所述前懸架和后懸架的C特性工況包括:同向回正力矩、反向回正力矩、同向側向力、反向側向力、縱向力,對應的工況項目數依次為2、2、3、3、3;
每一工況項目進一步分為左、右車輪。
其中,所述提取出仿真數據具體包括: 
找到所述仿真文件中第三行起始位置的數字a,再加一確定的數b,得到一個數字m,然后將所述仿真文件中從第一到第m行的數據去除,得到S個a×6矩陣,S為仿真步數;
從所述S個a×6矩陣中提取出仿真REQ數據。
其中,所述從S個a×6矩陣中提取出仿真REQ數據具體包括: 
按仿真步數S將每一個a×6矩陣的相同行數的數據提取出來,分別作為單獨數據行;
將所述數據行按照仿真步數順序由小到大組合成a個S×6數據矩陣,形成a個仿真REQ數據矩陣;
將所述a個仿真REQ數據矩陣的第一列數據作為所需工況的仿真數據提取出來。
其中,對于前懸架仿真文件,所述確定的數b為62,對于后懸架仿真文件,所述確定的數b為61。 
其中,所述提取出實驗數據具體包括: 
讀取所述實驗文件的有效數據區域,然后再按列提取出各個K&C特性REQ數據,所述有效數據區域是指所述實驗文件中從第2行第2列到第c行第d列的數據區域。
其中,c取值58,d取值48。 
其中,還包括: 
根據從所述仿真文件和實驗文件中提取出的輪胎垂向受力Fz、輪胎接地點垂向位移Cz以及輪胎中心點垂向位移Hz的REQ數據,按下述方式計算輪胎剛度Kz:
Kz=d(Fz)/d((Cz-Hz)。
其中,還包括:在計算轉向工況的阿克曼百分比時采用最大內輪轉向角來計算。 
其中,所述繪制出的圖片還包括:曲線標簽,橫、縱坐標軸名稱以及圖片名稱,其中所述曲線標簽設置在不遮擋所述仿真曲線或實驗曲線的位置,所述圖片的格式為emf格式。 
其中,所述生成K&C特性參數表具體包括: 
將根據所述提取的仿真數據和實驗數據所分別計算出的零點值或零點梯度值存儲在一個66×14實數矩陣,所述66×14實數矩陣進一步分為反映前懸架的36×14矩陣和反映后懸架的30×14矩陣;所述36×14矩陣分為8個矩陣塊,用于填寫反映前懸架左輪或右輪K&C特性的參數值;所述30×14矩陣分為7個矩陣塊,用于填寫反映后懸架左輪或右輪K&C特性的參數值;所述每一矩陣塊按實驗和仿真數據分別再分為兩個N×7實數矩陣,N對應于所述工況項目數;
將所述零點值或零點梯度值導入到一個結構對應于所述66×14實數矩陣的xls文件中。
其中,所述xls文件包括K&C、rearK&C、trK&C和trrearK&C四個工作簿,其中,K&C和rearK&C工作簿分別用于存儲反映前、后懸架K&C特性的參數值,每個工作簿分上下兩部分,分別用于存儲反映左、右輪懸架K&C特性的參數值;trK&C和trrearK&C工作簿分別鏈接K&C和rearK&C工作簿中的數據,并且鏈接所述PPT報告中的數據。 
本發明所提供的轎車懸架K&C特性數據的處理方法,通過采用MATLAB軟件處理數據,代替ADAMS軟件后處理功能,可以使得數據處理變成自動化過程;同時,由于預先確定需要測量的K&C特性工況項目,后續就自動化進行測量、作圖、生成報告等,克服了原先在ADAMS后處理時只能一個一個選擇工況項目來進行測量,從而導致的得到懸架性能分析報告耗時長、易出錯的問題,并且,通過為每一工況項目的仿真文件和實驗文件設置對應的文件名稱存儲單元,可以同時獲得各個工況項目下的所有仿真文件和實驗文件的名稱,使得后續能夠一次性處理多個工況項目文件數據,將節約60%左右的時間,而且出錯率更低,很大程度上提高了汽車開發設計階段研究仿真模型或者試驗車的懸架性能的效率,節約了開發成本。另外,以簡潔的PPT報告、K&C特性參數表作為輸出形式,便于用戶直觀方便的觀察懸架的各項K&C特性。 
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。 
圖1是本發明實施例一種轎車懸架K&C特性數據的處理方法的流程示意圖。 
圖2是本發明實施例中K&C特性曲線示意圖。 
圖3是本發明實施例中PPT報告的頁面形式示意圖。 
圖4-5分別是本發明實施例中K&C特性參數表的部分內容。 
圖6-11分別是本發明實施例中界面形式示意圖。 
具體實施方式
下面參考附圖對本發明的優選實施例進行描述。 
請參照圖1所示,本發明實施例提供一種轎車懸架K&C特性數據的處理方法,包括: 
步驟S1,獲得在不同工況項目下進行仿真和實驗測試所得到的仿真文件與實驗文件,不同工況項目包括反映懸架K&C特性的多個工況項目;
步驟S2,獲得每個工況項目下的所有仿真文件和實驗文件的名稱,同一個工況項目下的所有仿真文件和實驗文件的名稱存儲在同一個文件名稱存儲單元;
步驟S3,讀取所述文件名稱存儲單元并根據所述文件名稱將相應工況項目下的仿真文件和實驗文件導入到MATLAB中;
步驟S4,在MATLAB中提取出所述仿真文件和實驗文件中的仿真數據和實驗數據;
步驟S5,根據提取的所述仿真數據和實驗數據,進行曲線擬合獲得所述反映懸架K&C特性的多個工況項目的仿真曲線和實驗曲線,并根據所述曲線擬合獲得的曲線多項式計算所述工況項目所對應參數的零點值或零點梯度值;
步驟S6,將同一工況項目的仿真曲線和實驗曲線繪制在同一圖片中;
步驟S7,將根據所述提取的仿真數據和實驗數據所分別計算出的零點值或零點梯度值,導入到一xls文件中,生成K&C特性參數表;
步驟S8,根據數據處理的結果生成報告文件,所述報告文件包括PPT報告文件和xls文件,其中,所述PPT報告包括有所述各個工況項目的曲線圖片,所述xls文件包括生成的所述K&C特性參數表。
以下分別對各步驟進行詳細說明。 
本發明實施例對懸架K&C特性數據進行處理,首先需要確定反映懸架K&C特性的工況項目,共包括66項,能更加完整準確地反映懸架K&C特性,其中: 
前懸架:K特性工況:平行輪跳、反向輪跳、轉向;C特性工況:同向回正力矩、反向回正力矩、同向側向力、反向側向力、制動力。
后懸架:K特性工況:平行輪跳、反向輪跳;C特性工況:同向回正力矩、反向回正力矩、同向側向力、反向側向力、制動力。 
上述工況中,前懸架所對應的K&C特性項目數依次為:10、7、6、2、2、3、3、3,共36項;后懸架所對應的K&C特性項目數依次為:10、7、2、2、3、3、3,共30項。前、后懸架所對應的K&C特性項目數共66項,每一特性項目還有左、右車輪之分。以表格形式說明如下: 
前懸架:

后懸架:

     應當說明的是,工況項目的確定為預置步驟,確定之后即可按照確定的工況項目,反復進行本發明實施例汽車懸架特性的后續數據處理,因此不是每次實施本發明實施例汽車懸架特性的數據處理方法,均需先確定工況項目。
確定工況項目后,則須得到相應的仿真和實驗文件,即分別在ADAMS軟件中對仿真模型,在K&C實驗臺上對測試車輛,針對上述工況進行仿真和實驗測試,得到實驗與仿真文件。 
步驟S1所得到的文件按如下方式命名: 
實驗文件(.xls)的命名方式為:XX_**.xls(例如:GS5_VPF.xls,意義為GS5前懸架平行輪跳實驗數據),其中:XX指前綴,通常為測試車輛型號,亦用于在后續圖片中作為曲線標簽,可命名為任意英文名;**為后綴,用于區分不同的文件名稱,可為任意英文字母、數字或者下劃線的組合;
實驗文件(.xls)的工作薄sheet的命名方式為:XX_**(例如:GS5_VPF),是指對應實驗文件名全稱去掉擴展名后的部分。
仿真文件(.req)的命名方式為XX_**.req(例如:AF_front_parallel_travel.req),其中:XX和**的意義與實驗文件類似,XX指前綴,通常為測試車輛型號,可命名為任意英文名指前綴,可命名為任意英文名;**為后綴,用于區分不同的文件名稱,可為任意英文字母、數字或者下劃線的組合。 
上述文件的命名方式仍可改變,但不能出現漢語字符,且命名中要出現“_”。這種命名方式是為了軟件能夠更好地識別文件,進而讀取和處理其中的數據。 
步驟S2中,仿真文件和實驗文件的名稱已按上述命名方式命名,這些名稱可通過人機界面等形式輸入,存儲到文件名稱存儲單元。本發明實施例設置了專門的文件名稱存儲單元,每一個工況項目均有一個與之相對應的文件名稱存儲單元,每一個文件名稱存儲單元存儲了所需要處理的所有該工況項目的仿真和試驗文件名稱。各個文件名稱存儲單元之間是相互獨立的,保證了可以同時輸入各個工況項目下的文件名稱,以備接下來的數據提取和處理。 
因此,通過步驟2可以同時獲得各個工況項目下的所有仿真文件和實驗文件的名稱,相對于每進行一個工況項目下仿真文件和實驗文件的K&C數據處理工作,則需輸入一次仿真文件和實驗文件的名稱而言,本發明實施例采用的方法更為簡潔、合理和高效,很大程度上提高了汽車研發設計階段研究仿真車型或者試驗車懸架性能的效率。 
在步驟S2獲得每個工況項目下的所有仿真文件和實驗文件的名稱之后,為了進行后續的數據提取和處理,步驟S3則將自動識別并讀取文件名稱存儲單元,然后按照該文件名稱存儲單元中的文件名稱找到對應的仿真文件和實驗文件,將其導入到MATLAB(美國MathWorks公司出品的商業數學軟件)中。 
由于步驟S2獲得各個工況項目下的所有仿真文件和實驗文件的名稱,按不同的工況項目存儲在相應的文件名稱存儲單元,因此步驟S3中既可以一次性讀取多個文件名稱存儲單元,并將相應的仿真文件和實驗文件導入到MATLAB,使得用戶后續可以一次性處理多個工況項目文件數據(仿真文件和實驗文件中的數據);也可以選擇性地讀取某個文件名稱存儲單元,并將相應的仿真文件和實驗文件導入到MATLAB,使得用戶后續可以進行單個工況文件數據的處理工作。當一次性處理多個工況項目文件數據后,若發現由于疏漏導致的某一個或某幾個工況項目文件輸入錯誤,還可以單獨處理該工況項目文件數據,不必再次處理所有工況項目文件數據,節約了處理數據的時間。 
步驟S4提取仿真文件和實驗文件中的仿真數據和實驗數據,包括步驟S4.1——提取仿真文件中的仿真數據和步驟S4.2——提取實驗文件中的實驗數據這兩部分,本發明實施例并不限制步驟S4.1和S4.2的執行順序,事實上二者的執行順序完全可以相互調換。以下僅為敘述方便,先說明如何提取仿真數據,再說明如何提取實驗數據。 
步驟S4.1提取仿真數據 
前面介紹了仿真文件的命名方式,現在介紹仿真文件的結構形式。
打開仿真文件例如AF_front_parallel_travel.req可發現,文件中第三行開頭有一數字a,此處為a=140。 
將a加一確定的數b=62,得到一個數m,m=a+b=202。其中,數字b=62是由ADAMS仿真結果文件格式規律中找出,對于前懸架仿真結果文件來說,b=62,對于后懸架仿真結果文件來說,b=61,都不可更改。 
第203行有一數據n=1。從文件第204行到343行,一定有a=140行數據,每行有6列數據,這140×6個數據以組成一個數據矩陣,以下簡稱“數據塊”。其中,數據塊的行數等于a,列數等于6,均是ADAMS仿真結果文件的確定輸出格式,不可改變。 
在文件末尾處可發現,共有s=101個上述形式的數據塊,每個數據塊前均有一個數字n,表示接下的數據塊在所有數據塊中的順序。其中,S=101是由ADAMS仿真步數得來,每仿真一步對應一個數據塊,仿真步數為101,故共有101個數據塊。每個數據塊包含了對應這一步仿真后得到的所有仿真結果的數據。 
各個數據塊在同一個位置對應的數字的意義相同,表示懸架某一屬性在對應一步仿真結束后的狀態值。例如,在此文件中,每一個數據塊的第二行(共6列)的數字表示該一步仿真結束后懸架輪心位移的變化情況。每一個數據塊的第二行第一列的數字表示這一步仿真結束后懸架左輪輪心的垂向跳動量。將每一個數據塊的相同行數(例如都是第二行)的數據提取出來,分別作為單獨數據行,再將這些數據行按照仿真步數順序由小到大組合在一起,此處共有101×6個數據,組成一個新的101×6(101行6列)矩陣,稱之為“仿真REQ數據01”。該仿真REQ數據就表示在整個仿真過程中懸架輪心位移變化過程。“仿真REQ數據01”第一列數值對應就表示在整個仿真過程中懸架左輪輪心的垂向跳動量的變化過程。 
在步驟S3完成導入后,后續即在MATLAB中進行仿真數據的提取。采用MATLAB軟件處理數據,代替ADAMS軟件后處理功能,可以使得數據處理變成自動化過程。 
提取過程分為兩個階段:首先需要去除無用數據:找到對應仿真結果文件中第三行中的數字a(此處為a=140),再加一確定的數b=62,得到一個數據m=a+b=202,然后將文件從第一到第m行清除,剩余的數據塊即為所要提取的仿真結果數據。例如,AF_simf_par.req文件中,第三行中的數字為140,加上62得到數字m為202,即第1行到第202行的數據為無用數據,得到S個a×6矩陣。 
第二階段是從剩余的數據中提取出表征懸架K&C特性所需的所有仿真REQ數據,以備接下來曲線擬合和結果計算來用。例如,輪跳變化、車輪前束變化、車輪外傾變化、輪距變化和軸距變化等。 
具體來說,首先按仿真步數S將每一個a×6矩陣的相同行數的數據提取出來,分別作為單獨數據行;然后將這些數據行按照仿真步數順序由小到大組合成a個S×6數據矩陣,形成a個仿真REQ數據矩陣;再將a個仿真REQ數據矩陣的第一列數據作為所需工況的仿真數據提取出來。 
當需要處理多個仿真文件的數據時,本發明實施例采用一個循環程序,依據不同的文件名依次提取所有仿真文件中的數據,將每個“仿真REQ數據01”作為一個單元存儲在一個新的矩陣中,稱之為“仿真REQ數據”,它包含了所有要處理的仿真文件中同一個懸架K&C特性的情況。現以提取3個仿真結果文件輪心位移的變化過程數據為例進行說明如下: 
根據輸入的文件名稱首先讀取到第一個仿真結果文件,按照提取單個文件數據的方法,提取出該文件所有數據塊的第二行數據,按照文件先后順序組合在一起,組成一個“仿真REQ數據01”,這是一個101×6矩陣,表示該仿真文件對應的仿真過程中輪心位移的變化過程。然后,第二次讀取數據,讀取的是第二個仿真結果文件數據,提取出該文件所有數據塊的第二行數據,按照文件先后順序組合在一起,組成一個“仿真REQ數據02”,表示第二個仿真文件對應的仿真過程中輪心位移的變化過程。以此類推,依次讀取第三個文件數據,得到對應“仿真REQ數據03”。然后將所得的這些矩陣各自作為一個單元,另存在一個矩陣中,稱之為一個“仿真REQ數據”。這是一個3×1的矩陣,包含了三個存儲單元,分別對應著“仿真REQ數據01” 、“仿真REQ數據02”和“仿真REQ數據03”。于是三個數據文件中所有表示輪心位移的數據均在這個3×1的矩陣中了。
步驟S4.2提取實驗數據 
以下同樣首先介紹仿真文件的結構形式。
打開實驗文件例如GS5_VPF.xls可發現,對應有c=58行d=48列有字單元格區域。其中,行數c和列數d為實驗臺實驗文件輸出行數,不同實驗臺形式不同,本發明實施例使用的實驗臺所對應的為58行和48列,對于其他實驗臺數據只需要更改搜尋的行數c和列數d的數值即可。 
上述r×l個單元格區域包對應這一懸架K&C臺架實驗后得到的所有實驗結果的信息。該區域的第2行第2列到第58行第48列為有效數據區域(以下簡稱“有效數據區域”)。有效數據區域的每一列上方的字母表示該列數據的含義。例如,該文件的第21列數據上方字母“ToeL”,表示該列數據對應實驗過程中左側車輪前束角的變化情況。將該列數據提取出來,即形成一個表示對應實驗過程中左側車輪前束角的變化情況的新的數據列,稱之為“實驗REQ數據01”。 
在步驟S3完成導入后,后續即在MATLAB中進行實驗數據的提取。采用MATLAB軟件處理數據,代替ADAMS軟件后處理功能,可以使得數據處理變成自動化過程。提取過程為: 
首先讀取有效數據區域,然后再按列提取出各個K&C特性REQ數據。提取出表征懸架K&C特性所需的所有“實驗REQ數據01”,以備接下來曲線擬合和結果計算來用。實驗REQ數據內容與仿真REQ數據項目相同。
當需要處理多個實驗文件的數據時,本發明實施例采用的方法與上述步驟S4.1提取仿真數據時采用的方法相同,按此方法從所有實驗數據文件中提取出所需要的“實驗REQ數據”。 
步驟S5處理仿真和實驗數據,同樣包括步驟S5.1——處理提取出的仿真文件中的仿真數據和步驟S5.2——處理提取出的實驗文件中的實驗數據這兩部分,本發明實施例并不限制步驟S5.1和S5.2的執行順序,事實上二者的執行順序完全可以相互調換。以下僅為敘述方便,先說明如何處理仿真數據,再說明如何處理實驗數據。 
步驟S5.1處理仿真數據 
依據得到的各個仿真REQ數據,依據步驟1中反映懸架K&C特性的內容,選取不同仿真REQ數據組合,以最小二乘法進行曲線擬合,得到反映懸架K&C特性各個因素的仿真曲線。例如,取REQ3第一列(左輪輪跳仿真數據)和REQ62(左輪垂向載荷仿真數據)兩列數據,依次作為橫、縱坐標值,進行曲線擬合,得到反映左輪懸架剛度的曲線,以及該曲線的擬合多項式。由擬合的曲線多項式,計算出所需參數的“零點值”或“零點梯度值”。零點值,即懸架初始位置的K&C特性參數值;零點梯度值,即懸架初始位置的K&C特性參數的變化斜率值,如前束變化梯度等。
步驟S5.2處理實驗數據 
依據2.2第一段中所得到的各個實驗K&C特性REQ數據,選取不同橫、縱坐標以最小二乘法進行曲線擬合,得到反映懸架K&C特性各個工況項目的實驗曲線,由擬合的曲線多項式,計算出各工況項目對應參數的零點值或者零點梯度值。繪制出擬合曲線的中間一小段,用于反映曲線擬合的合理性。
如圖2所示,在對平行輪跳實驗和仿真數據處理時,閉合的實線是表明前懸架剛度隨輪跳的變化情況的實驗結果,對應的短實線即為對該閉合曲線數據進行最小二乘法曲線擬合的曲線的中間一段。此處短實線的長度是可調的,根據需要可適當調節,目的是為更清楚直觀的反映實驗數據擬合的良好情況。虛線對應為仿真結果曲線。 
本發明實施例新增輪胎剛度的計算,并且將阿克曼百分比計算從車輪轉角20°改為極限位置。 
(1)輪胎剛度計算 
輪胎剛度kz的意義為輪胎單位垂向變形所需要的垂向力。此項懸架K&C特性的意義在于通過實驗數據推算出實驗車型的輪胎剛度利于車型研發中的輪胎選型和仿真分析時輪胎剛度的設置。
由仿真和實驗文件可以得到輪胎垂向受力Fz、輪胎接地點垂向位移Cz和輪胎中心點垂向位移Hz的REQ數據。用輪胎接地點垂向位移減去輪胎中心點垂向位移,得到的新REQ數據就是輪胎垂向變形量Cz-Hz。則有: 
kz=d(Fz)/d(Cz-Hz);
故用此Cz-Hz和輪胎垂向受力REQ數據進行曲線擬合,就得到反應特定工況下輪胎剛度的變化情況。
(2)轉向阿克曼百分比計算 
本發明實施例中計算轉向工況的阿克曼百分比采用最大內輪轉向角來計算,即左輪選取車輪左轉到極限位置時,右輪選取車輪右轉到極限位置時的阿克曼百分比。該方法能更為合理地反應懸架轉向工況的K&C特性。
步驟S6圖片處理 
將步驟S5.1與S5.2中所得的同一因素的曲線繪制在同一圖片中。圖片中包含:曲線標簽,橫、縱坐標命名,圖片名以及對應的K&C特性曲線。本發明實施例對應軟件程序所采用的圖片生成格式為emf格式,這種格式更利于保持圖片在放大時的清晰度,更利于觀察懸架K&C特性曲線的變化情況。
如前所述,前、后懸架所對應的K&C特性項目數共66項,每一特性項目還有左、右車輪之分,因此圖片共有132張。 
按照曲線標簽不遮住圖片曲線的原則,本發明實施例對曲線標簽位置做了設定。例如圖3所示,在隨著車輪上跳,車輪垂向受力將不斷增加,所以表示懸架剛度的曲線在坐標系中是由左下斜向右上方的。將表示左、右輪懸架剛度的曲線標簽均定義在圖片左上角,便不會遮住曲線,保證了所繪制的K&C特性曲線能反應實驗與仿真結果的完整情況。相比將曲線標簽在隨機位置的設置,本發明所得的圖片形式更為整潔。 
步驟S7中將計算出懸架在各個工況下左輪和右輪的K&C特性參數值,能與實驗結果進行全面的對比,在懸架設計中更具有參考意義。 
步驟S7.1處理左輪結果數據 
將步驟S5.1和S5.2所得的懸架左輪K&C特性結果數據(包括各工況項目對應參數的零點值或零點梯度值)存儲在一個矩陣內。該矩陣是一個66×14(66行14列)實數矩陣,按前、后懸架,該矩陣分為一個36×14矩陣(用于填寫前懸架左輪K&C特性值)和一個30×14矩陣(用于填寫后懸架左輪K&C特性值)。依據步驟1中反映懸架K&C特性的內容,36×14矩陣分為8個矩陣塊,用于填寫反映前懸架K&C特性的參數值,每一個矩陣塊的數據對應一種工況下的懸架K&C特性值;30×14矩陣分為7個矩陣塊,作用與上述36×14矩陣相同。這8+7=15個矩陣塊,按照實驗和仿真數據,分別再分為兩個N×7實數矩陣。對于不同實驗,N取不同數值,例如在反向輪跳實驗,有7項反映懸架K&C特性的數值,則N=7。
將填寫懸架K&C特性的完整的66×14實數矩陣導入到指定的xls文件中去。該文件為本發明所定義的特殊xls文件,其結構對應上述66×14實數矩陣(其部分內容如圖4、5)所示。該xls文件包括K&C、rearK&C、trK&C和trrearK&C四個工作簿,其中,K&C和rearK&C工作簿分別用于存儲反映前、后懸架K&C特性的參數值,每個工作簿分上下兩部分,分別用于存儲反映左、右輪懸架K&C特性的參數值;trK&C和trrearK&C工作簿分別鏈接K&C和rearK&C工作簿中的數據,并且鏈接PPT報告中的數據。 
輪胎剛度數據的存儲方法與上述方法相同,生成的矩陣是一個1×14實數矩陣。 
步驟S7.2處理右輪結果數據 
用與上述處理左輪結果數據相似的方法,將右輪結果數據以一個新的矩陣形式導入到與存放左輪結果數據相同的指定的xls文件中,形成右輪K&C特性參數表。
步驟8,根據數據處理的結果生成報告文件,報告文件包括PPT報告文件和xls文件,其中,PPT報告包括有各個工況項目的曲線圖片,xls文件包括生成的K&C特性參數表。 
具體為將上述過程中所繪出的曲線圖片匯集到一個PPT報告中,并且實現PPT中的圖片、數據和步驟S5中所得數據、xls文件中數據同步更新。PPT報告的頁面形式如圖3所示。PPT報告頁面中的表格為步驟S7中K&C特性參數表內容的鏈接。 
上述步驟可以利用MATLAB軟件中的圖形用戶界面(Graphical User Interface,GUI)功能,將復雜的過程處理成便于用戶使用的簡單界面。界面形式如圖6-11所示,分別對應六個工作界面:懸架選型界面、前懸架初始參數導入界面,前懸架參數設定界面,后懸架初始參數導入界面,后懸架參數設定界面,懸架動力學分析界面。按照界面指示,可通過簡單地操作,更加高效地分析懸架K&C特性。 
通過上述說明可知,實施本發明實施例,將帶來以下有益效果: 
首先,通過采用MATLAB軟件處理數據,代替ADAMS軟件后處理功能,可以使得數據處理變成自動化過程;同時,由于預先確定需要測量的K&C特性工況項目,后續就自動化進行測量、作圖、生成報告等,克服了原先在ADAMS后處理時只能一個一個選擇工況項目來進行測量,從而導致的得到懸架性能分析報告耗時長、易出錯的問題,比現有的逐張作圖后截取的方法要節約90%以上的時間,很大程度上提高了汽車開發設計階段研究仿真模型或者試驗車的懸架性能的效率,節約了開發成本。另外,以簡潔的PPT報告、K&C特性參數表作為輸出形式,便于用戶直觀方便的觀察懸架的各項K&C特性。
其次,本發明實施例可以同時獲得各個工況項目下的所有仿真文件和實驗文件的名稱,使得后續能夠一次性處理多個工況項目文件數據,將節約60%左右的時間,而且出錯率更低,進一步節約開發成本。 
第三,本發明實施例給出了更為完整準確的反映懸架K&C特性的工況項目,增加輪胎剛度的計算,轉向阿克曼百分比采用最大內輪轉向角時的阿克曼百分比,還可以計算出懸架在各個工況下左輪和右輪的K&C特性參數值,這些均使得本發明實施例能更為綜合全面地反映前、后懸架的K&C特性。 
第四,本發明實施例根據工程實踐,對曲線圖片中的曲線標簽位置做了設定,在不消除標簽的同時,又大大減少了標簽遮擋住部分K&C特性曲線的情況,提高了展示K&C特性曲線的完整性和整潔性。并且,采用更為清晰合理的圖片生成格式,提高圖片的清晰度。 
以上所揭露的僅為本發明較佳實施例而已,當然不能以此來限定本發明之權利范圍,因此依本發明權利要求所作的等同變化,仍屬本發明所涵蓋的范圍。 

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