基于三次样条插值谐波叠加技术的随机路面重构方法研究

作     者：金红杰 钟岳 臧利国 吕添 JIN Hongjie;ZHONG Yue;ZANG Liguo;L Tian

作者机构：南京理工大学机械工程学院南京210094 中国人民解放军63969部队南京210028 中国人民解放军63966部队北京100072 汽车仿真与控制国家重点实验室长春130015 南京工程学院汽车与轨道交通学院南京211167 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2023年第42卷第10期

页      面：23-30,143页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080203[工学-机械设计及理论] 080204[工学-车辆工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：汽车仿真与控制国家重点实验室开放基金(20210205) 国家自然科学基金(51605215) 

主　　题：道路谱重构 三次样条插值 谐波叠加法 正定平方分解 

摘      要：汽车虚拟试验仿真研究的关键点在于:如何在获取准确的试验道路信息的基础上重现三维虚拟路面模型,其中道路谱的重构和分析是建立模型的核心内容。首先,以砂石路面为研究对象,对其进行高程数据采集和预处理,获得路面不平度的频谱分布;其次,在谐波叠加法基础上创新性地引入三次样条插值技术,对中心频率点间的互功率谱密度矩阵采取正定平方(Cholesky)分解,并且采用不同条件下的插值方法获取重构功率谱密度模型;最后,通过对谐波叠加法及3类插值重构谱与原始谱的相关系数r的横向对比发现:第1类边界条件下三次样条插值方法在重构精度与效率方面有着明显的优势。此外,基于该方法的拓展性利用软件MATLAB/GUI建立了试验道路谱数据库以及软化操作平台,为车辆虚拟试验仿真提供了可靠支撑。