(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202110967509.3 (22)申请日 2021.08.23 (71)申请人 中汽研汽车检验中心 （天津） 有限公 司 地址 300300 天津市东 丽区先锋 东路68号 主楼526室 申请人 中国汽车技 术研究中心有限公司 (72)发明人 高丰岭　武振　梁荣亮　燕唐　 吴渊　沙雷　梁东　逯艳博　 王悠然　 (74)专利代理 机构 天津企兴智财知识产权代理 有限公司 12 226 代理人 安孔川 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01)G06F 30/27(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种整车试验场耐久性用户关联建模求解 方法 (57)摘要 本发明提供了一种整车试验场耐久性用户 关联建模求解方法， 基于最小二乘法求解 “试验 场‑用户”损伤等效关联模型难以匹配全部重点 关注测试通道损伤值， 而一次求解所有测试通道 试验场循环损伤与用户目标损伤差值最小化的 多目标优化模型难以收敛且无法兼顾各测试通 道损伤频域 分布和载荷雨流谱的匹配性等不足， 而提供一种基于多测试通道损伤幅值域、 频域、 载荷雨流域双层级协同优化的整车耐久性 “试验 场‑用户”关联建模求 解方法。 权利要求书4页 说明书7页 附图1页 CN 113919047 A 2022.01.11 CN 113919047 A 1.一种整车 试验场耐久性用户关联建模求 解方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 基于整车公共道路行驶测试数据计算统计各测试通道的用户目标损伤值、 损伤频 域分布和载荷雨流谱； 统计车辆在试验场各类强化耐久路段测试所得各通道损伤值、 损伤 频域分布和载荷雨 流谱； S2、 基于研究的重要程度将全部测试通道分为主 要控制通道与参 考通道； S3、 定义试验场各类强化耐久路段的行驶循环数为设计变量， 通过设定上下界建立设 计域， 基于试验设计方法在设计域中抽取一定数量的样本点； S4、 获取样本点对应的试验场循环工况下各主要控制通道损伤频域分布和载荷雨流谱 与用户目标损伤 频域分布和载荷雨流谱之 间的相对差值,通过聚类分析方法得到损伤频域 分布的敏感频 段和载荷雨 流谱的敏感子域； S5、 以试验场循环工况与用户目标在敏感子域内的相对差值建立频域损伤响应和载荷 雨流域响应， 以试验场循环损伤与用户目标损伤的相对差值建立循环损伤响应； 构造试验场各路段行驶循环数为设计变量， 循环损伤响应、 频域损伤响应和载荷雨流 域响应最小化为设计目标， 试验场各路况空间分布线性相关性为等式约束， 总试验里程小 于N万公里为 不等式约束的各主 要控制通道优化数 学模型； 采用智能优化算法求解各主要控制通道的各目标优化模型， 获取解集， 实现主要控制 通道的优化 求解； S6、 划分损伤频段区间， 计算各频段内试验场循环及用户目标的损伤相对差值， 通过各 频段损伤加权建立 考虑频域信息的各参 考通道损伤响应； 构造试验场各路段行驶循环数为设计变量， 全部参考通道损伤响应加权最小化为设计 目标， 试验场各路况空间分布线性相关性 为等式约束的参 考通道优化数 学模型； 求解参考通道的数 学模型， 获取参 考通道最优解。 2.根据权利要求1所述的整车试验场耐久性用户关联建模求解方法， 其特征在于， 步骤 S1的具体方法如下： 在车辆的轮心、 车桥、 车架、 驾驶室、 悬架结构位置布置相应的加速度、 位移、 应变传感 器， 根据该车型用户使用道路类型及典型路段调查， 开展城市路、 乡村 路、 一般公路、 山路及 工地路用户道路载荷谱采集， 基于蒙特卡洛方法进行载荷 谱外推获得用户使用车辆全生命 周期内90百分位的载荷谱数据； 选择某汽车试验场的强化耐久道路， 在坑洼路、 扭曲路、 石块路、 卵石路、 搓板路特征路 面下开展试验场道路载荷谱数据采集； 通过去毛刺、 去除趋势项、 低通滤波、 数据分隔方式处理载荷数据， 采用Ncode软件计算 获取用户使用道路及试验场各路段下全部测试通道的损伤值、 损伤频域谱和载荷雨流曲 线。 3.根据权利要求1所述的整车试验场耐久性用户关联建模求解方法， 其特征在于， 步骤 S2中， 将车轮六分力、 轴头三向力、 三向力矩、 车身应变传感器通道定义为主要控制通道； 将 轴头加速度、 质心加速度、 螺 旋弹簧位移传感器通道定义 为参考通道。 4.根据权利要求1所述的整车试验场耐久性用户关联建模求解方法， 其特征在于， 步骤 S3的具体方法如下： 将试验场各类强化耐久路段的行驶循环数定义为设计变量， 各设计变量下限均设定为权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 113919047 A 20， 各通道目标损伤除以该路况下损伤得到的比值作为设计变量上限； 基于最优拉丁超立方 试验设计方法， 在设计域中抽取数量为(n+1)(n+2)/2个样本点， 其中， n为试验场强化耐久 路种类， 并在Ncode软件中计算各样 本点对应的路况 组合下各主要控制通道的总损伤 值、 损 伤频域谱和载荷雨 流曲线。 5.根据权利要求1所述的整车试验场耐久性用户关联建模求解方法， 其特征在于： 步骤 S4的具体方法如下： S401、 计算获取试验场循环工况下各主要控制通道损伤频域分布和载荷雨流谱与用户 目标损伤频域分布和载荷雨 流谱之间的相对差值曲线， 对各差值曲线 进行归一 化处理； S402、 采用模糊C均值聚类方法沿各归一化差值曲线纵坐标轴进行数据聚类化处理， 基 于聚类结果对曲线 进行分段， 在每段内取归一 化损伤/载荷的均值实现数据简化； 通过式(1)对所有样本点对应的聚类化差值曲线 进行累积化处 理： 式中， rtl与Rt分别代表第l个样本点对应的聚类化差值曲线及累积化差值曲线在t频率 下的损伤值或t循环次数 下的载荷值， m为样本点数量； S403、 再次采用模糊C均值聚类方法沿横坐标轴对累积化差值曲线数据进行聚类化处 理； S404、 将二次累积化曲线上的损伤均值或载荷均值作为阈值； 如果经上步聚类化处理 后得到的某频段损伤均值或某循环片段载荷均值不小于阈值， 则将该频段及循环片段提取 出来作为敏感子域。 6.根据权利要求1所述的整车试验场耐久性用户关联建模求解方法， 其特征在于， 步骤 S5的具体方法如下： 基于式(2)定义各主 要控制通道的响应： 式中， 与 分别为第i个主要控制通道用户目标和试验场循环工况下的损伤， 与 分别为第i个主要控制通道用户目标和试验场循环工况下敏感频段的平均损 伤， 与 分别为第i个主要控制通道用户目标和试验场循环工况下敏感循环片段的 平均载荷； 通过式(3)定义各主 要控制通道3目标优化模型： 式中， x为设计变量―试验场各路段循环数， 上角标L、 U分别代表上下限， A ·x＝B为考权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 113919047 A 3