杜 峰， 葛晓成， 陈 翔， 丁金全

(1.华南理工大学机械与汽车工程学院 广州，510641) (2.重庆大学机械传动国家重点实验室 重庆，400030) (3.吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室 长春，130022)



路面功率谱密度换算及不平度建模理论研究*

杜 峰1， 葛晓成2， 陈 翔3， 丁金全3

(1.华南理工大学机械与汽车工程学院 广州，510641) (2.重庆大学机械传动国家重点实验室 重庆，400030) (3.吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室 长春，130022)

为了明晰路面不平度空间域统计量的计算，以及几种重要功率谱密度(power spectral density,简称PSD)之间的关系，以帕塞瓦尔定理和维纳-辛钦定理为依据，在推导空间域自相关函数和PSD计算公式的基础上，导出了不平度空间域位移、速度与加速度PSD以及空间频率与角频率PSD之间的换算关系。另外，为了完善傅里叶逆变换法路面建模中PSD离散化的理论基础，以傅里叶级数与变换、离散傅里叶变换和频域卷积定理为依据，从离散化的原因、目的和结果验证出发论证了PSD离散化的正确性。就模拟路面验证问题，指出直接法谱估计的不合理之处，论证了平均周期图法谱估计时，空间与时间采样频率分别对应着空间域和时间域PSD输出。结果表明，上述换算关系和论证是正确的，可应用于路面不平度建模和汽车平顺性分析。

公路； 汽车平顺性； 功率谱密度； 路面不平度建模

引 言

空间域随机信号分析对于路面不平度建模和汽车平顺性分析非常重要[1-3]，大多文献通过车速将其转换到时间域进行分析，影响了对路面空间域统计量的计算和理解。……