在第二种方案中，如何去除干扰信号。如何提取能表征路面不平度的特征参数以及如何选择何时的分类器成为研究的难点，其中提取有效的特征参数最为关键。根据以上问题确定本文主要研究内容如下：通过车轮力传感器采集各种道路的垂直载荷，对数据进行精确的滤波处理去掉随机噪声和周期噪声，通过提取和筛选确定反映路面状况的合适类型、合适数量的特征参数，然后采用合适的分类器进行分类。做到能根据采集到垂直载荷判断路面不平度的状况。

第二章 车辆振动力学模型的建立

本章首先对垂直动载的构成及特点进行剖析，以便为通过汽车垂直动载对路面不平度进行分析打下理论基础。根据汽车动载进行路面不平度的分析近几年才开始研究，没有成熟的理论和实践指导，国内外也没有数据处理方面的相关文献报道。通过垂直动载实现路面的评价属于信号处理的范畴，可以借助类似的信号处理进行。语音信号处理技术汇聚了当今信息科技中的前沿技术，如能借鉴语音信号处理中的某些方法进行基于垂直动载的路面不平度分析将会大有帮助。本章最后对汽车垂直动载和语音信号在产生过程和处理任务方面进行了比较。

2.1 汽车振动分析

垂直动载来源于汽车振动。由于汽车结构复杂，系统自由度较多，汽车在不平路面行驶时的实际振动较为复杂，有分别沿zA、xA和yA方向的垂直振动、前后振动和侧偏振动以及分别绕zA轴、xA轴和yA轴的横摆振动、侧倾振动和俯仰振动，见图2-1。

四轮车辆振动图

所有的振动都会引起垂直载荷的变化。因此对汽车垂直载荷的变化分析也变的较为困难。产生垂直动载的激振源很多，但可大致划分为如下两种：（1）路面激励产生的动载。由于路面的起伏使车辆受到的受迫振动。路面激励产生的振动是路面不平度识别的有效信息。（2）汽车自身发动机振动产生的动载。即怠速时由于发动机的转动、传动部分的回转以及进排气等引起的振动所产生。该振动产生的垂直动载为基于动载的路面不平度识别的干扰信号。

2.2 车辆振动力学模型的建立

汽车是由质量、弹簧和阻尼组成的振动系统，汽车包含了上千个零件，振动较为复杂，通常是将汽车简化为多自由模型，如二自由度模型、四自由度模型以及十自由度模型等。由于路面的起伏使车辆受到受迫振动，汽车振动较为复杂，如前所述有垂直振动、前后振动、侧偏振动、横摆振动、侧倾振动和俯仰振动几种形式，垂直振动最能反映路面状况。通过载荷调节使汽车沿其纵轴线左右对称，并假设左右轮辙的不平度是一样的，乘员坐在前后轴的上方，轴距无限大。并由于通常轿车的联系质量很小，前后部分的运动相互影响很小。而且“座椅上人体的振动对轴载荷变化实际上没作用”。汽车模型简化为1/4二自由度模型，见图2-2

二自由度汽车振动模型

图中 为非悬挂质量（车轮质量）， 为悬挂质量（车身质量）， 和 分别轮胎和悬架刚度，c为减振器阻尼系数，q为路面不平度激励， 和 分别为车轮和车身垂直位移，坐标原点选在各自的平衡位置。其运动微分方程为：

                             （2-1）

车轮垂直力

                                                      （2-2）

假设路面为单位简谐函数 基于载荷的路面类型识别研究+MATLAB程序(4):http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_54808.html