路面不平度构造以及功率谱密度生成检测

路面不平度构造以及功率谱密度生成检测

一

构造C级路面不平度构造，采用谐波叠加法（又称为三角级数法），常见空间频率范围为：0.011

程序如下：

n1=0.011;

nh=2.83;

n0=0.1;

G0=256*10^(-6);

N=2000;v=30/3.6;L=1000; %区间数车速距离

fl=n1*v;fh=nh*v; %时间频域

fk=fl+(fh-fl)/(2*N):(fh-fl)/N:fh-(fh-fl)/(2*N); %中心频率

faik=2*pi*rand(1,N); %相位角

ak=zeros(1,N); %系数

for i=1:N

ak(i)=sqrt(2*G0*n0^2*v*(fh-fl)/N/(fl+(i-1)*(fh-fl)/N)/(fl+i*(fh-fl)/N ));

end

t=0:1/fh/2:L/v; %时间采样频率为最高时间频率的两倍

Lt=length(t);

qk=zeros(N,Lt);

for i=1:N

qk(i,:)=ak(i)*sin(2*pi*fk(i)*t+faik(i));

end

qt=zeros(Lt,1);

qt(:,1)=sum(qk)';

plot(t,qt(:,1)),grid on

title('c级路面时域不平度q（t）')

xlabel('时间t/s')

ylabel('位移q/m')

GC=sqrt(sum(qt.^2)/length(qt)) %路面不平度均方值

L=0:0.05/2.83:1000;

Ll=length(L);

qll=zeros(N,Ll);

nk=0.011+(2.83-0.011)/(2*N):(2.83-0.011)/N:2.83-(2.83-0.011)/(2*N);

for i=1:N

qll(i,:)=ak(i)*sin(2*pi*nk(i)*L+faik(i)); end

ql=zeros(Ll,1);

ql(:,1)=sum(qll)';

figure(2);

plot(L,ql(:,1)),grid on

GC =

0.0143

路面功率谱密度：

figure(3)

ns=10*nh;% 空间采样频率

[pxx,m]=psd(qt,512,ns);% 512为快速傅里叶变换点数

loglog(m,pxx)

grid on ;

hold on ;

n=0.011:0.001:2.83;

y1=128e-6./n.^2 ;

y2=512e-6./n.^2 ;

loglog(n,y1) ;

grid on ;

loglog(n,y2) ;

grid on;

xlabel('空间频率/(1/m)')

ylabel('路面公路车谱密度G(n)/[m^2/(1/m)]')

二

构造F级路面不平度，常见空间频率范围为：0.011

速为100km/h。程序如下：

n1=0.011;

nh=2.83;

n0=0.1;

G0=16384*10^(-6);

N=4000;v=100/3.6;L=1000; %区间数改为4000 车速100 距离

fl=n1*v;fh=nh*v; %时间频域

fk=fl+(fh-fl)/(2*N):(fh-fl)/N:fh-(fh-fl)/(2*N); %中心频率

faik=2*pi*rand(1,N); %相位角

ak=zeros(1,N); %系数

for i=1:N

ak(i)=sqrt(2*G0*n0^2*v*(fh-fl)/N/(fl+(i-1)*(fh-fl)/N)/(fl+i*(fh-fl)/N ));

end

t=0:1/fh/2:L/v; %时间采样频率为最高时间频率的两倍

Lt=length(t);

qk=zeros(N,Lt);

for i=1:N

qk(i,:)=ak(i)*sin(2*pi*fk(i)*t+faik(i));

end

qt=zeros(Lt,1);

qt(:,1)=sum(qk)';

plot(t,qt(:,1)),grid on

title('f级路面时域不平度q（t）')

xlabel('时间t/s')

ylabel('位移q/m')

GC=sqrt(sum(qt.^2)/length(qt)) %路面不平度均方值

L=0:0.05/2.83:1000;

Ll=length(L);

qll=zeros(N,Ll);

nk=0.011+(2.83-0.011)/(2*N):(2.83-0.011)/N:2.83-(2.83-0.011)/(2*N); for i=1:N

qll(i,:)=ak(i)*sin(2*pi*nk(i)*L+faik(i));

end

ql=zeros(Ll,1);

ql(:,1)=sum(qll)';

figure(2);

plot(L,ql(:,1)),grid on

运算结果：

GC =