资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。基于车轮多维力传感器的轮胎动特性研究侯光钰,张为公(东南大学仪器科学与工程系,江苏南京210096)摘要:介绍了车轮多维力传感器的基本原理和以该传感器为核心构建的汽车道路试验数据采集系统。利用该系统进行了汽车的制动试验,以采集到的数据为基础应用BP神经网络进行轮胎纵向制动力和滑移率关系的研究。结果表明,基于车轮多维力传感器的道路试验数据采集系统能够为轮胎动特性的研究提供方便而有效的手段。关键词:车轮多维力传感器;BP神经网络;轮胎动特性中图分类号:TP212112文献标识码:A文章编号:()019203ResearchontiredynamicpropertyusingWFTHOUGuang2yu,ZHANGWei2gong(DepartmentofInstrumentScienceandTechnology,SoutheastUniversity,JiangsuNanjing210096,China)Abstract:Inthispaper,thefundamentalofmulti2dimensionwheelforcetransducer(WFT)isintroduced.AvehicleroadtestsystemwhichbasedonWFTisalsopresented.Withthesystem,avehicleroadtestismadeinthebrakingsituation.BPneuralnetworkisadoptedtostudytirebrakingforcefunctionofslipratiousingthedataacquiredfromthetest.TheresultillustratesthatWFTbasedvehicleroadtestsystemcanprovideaconve2nientandeffectivemeansforresearchontiredynamicproperty.Keywords:WFT;BPneuralnetwork;tiredynamicproperty0前言在汽车制动稳定性模拟计算、汽车碰撞事故分析以及汽车运动控制的模拟中都要用到轮胎的模型。能够认为,汽车动力学仿真的准确与否在很大程度上取决于所用轮胎模型能否精确而有效地表示出轮胎的力特性。轮胎模型的建立一般分为两种方法:一种是理论建模,即经过对轮胎结构和形变机制进行数学描述,建立剪切力和回正力矩与相应参数之间的关系。另一种是经验或半经验公式建模,它是经过对大量的轮胎力特性实验数据进行回归分析,用一定的公式拟合出轮胎的特性。在进行经验建模的过程中,需要大量的轮胎试验数据。当前大部分研究部门采用台架试验的方法获得所需数据。然而台架试验往往需要昂贵的进口仪器,而且由于台架试验在室内进行,对汽车行驶工况的模型与实际的工况存在一定的差距。另外,汽车行驶中惯量的影响也无法准确模拟,汽车行驶时由于路面随机输入的影响,每个车轮的运动情况各不相同,在一般的台架试验中无法获得车轮的动态特性,难以反映出汽车的侧倾、俯仰和横摆运动,而从国外进口的动态综合试验台价格昂贵,一般的企业难以承受。为了克服台架试验的不足,开发汽车道路试验系统便显得非常重要。在汽车道路试验系统中车轮多维力传感器是最关键的部件,东南大学仪科系在国内率先研制了车轮多维力传感器,并以此为基础开发了汽车道路试验数据采集系统。文中简要介绍了该系统的软、硬件构成,利用该系统进行了汽车制动试验。以采集到的数据为依据,采用BP神经网络建立了轮胎的动特性模型。1测试系统的硬、软件构成111车轮多维力传感器在汽车车轮多维力传感器(WheelForceTrans2ducer,简称WFT)技术中,传感器弹性体的设计是关键技术之一。一般光电式、磁电式、相位式原理组成的传感器均为单维力测量传感器,且轴向尺寸较大,不能安装在车轮上,只有应变式原理的传感器能够满足车轮多维力测量的要求。利用应变式原理组成的多维力测量传感器在国外有一些产品,如用于飞机风洞试验的多分力天平;用于机器人腕力测量的传感器;用于机床刀具研究的二分力传感器等,这些传感器的结构设计是随着应用对象的变化而改变的。轮力传感器测量的对象为汽车车轮在运行时受的力,由于被测对象结构复杂,空间尺寸较小,且联接方式不能有较大的改变,因此弹性体的设计比较困难。国外只有少数公司拥有该项技术,且未解密。轴承结构由于轴向尺寸较大,无法满足汽车车轮轴向结构尺寸的要求,故采用盘式结构。综合考虑后设计的传感器弹性体采用轮辐式结构,如图1所示。它经过内环上的固定孔与轮鼓上的螺栓相联,利用螺母固定。弹性体的外环经过螺栓将其固定孔与轮辋上的固定