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基于sv²的汽车乘员约束系统仿真模型可信度验证系统开发研究(一)

2018/1/18    来源:互联网    作者:赖宇阳  方立桥      
关键字:可信度验证系统  乘员约束系统  复杂性测度  SV²  
本文通过开发仿真模型可信度验证系统,对100%正碰、40%正碰和侧碰工况的分析流程固化。通过100%正碰工况的实证研究,结果表明基于可信度验证系统的模型可信度验证能够提高90%的工作效率,是一种切实有效的分析系统。

0 引言

    近二十年来,汽车乘员约束系统仿真研究取得了惊人成就,已经成为汽车研制必不可少的手段,其可信度直接影响车辆安全性设计。为了得到具有预测性的仿真计算结果,如何进行乘员约束系统仿真可信度评估一直是仿真界探索的重大问题之一。

    国外20世纪60年代开始对模型的有效性问题进行研究,如美国国防部在1991年成立“国防建模与仿真办公室(DMS0)”负责制定VV&A国防部指南,美国各军种都先后制定了适合各自实际要求的VV&A细则。国内对仿真系统VV&A和可信度评估问题也日益受到广大仿真工作者和管理者的重视,通过灰关联度、谱分析等方法对导弹、鱼雷模型进行了大量的验证研究并取得了一定的成果。但是目前国内汽车行业乘员约束系统仿真模型可信度验证的研究应用仍处于起步阶段,还有极大的研究空间。

    模型可信度分析时不仅要对仿真和试验数据进行处理,还要从分析结果中提取关键参数信息,这样的分析流程我们仍需要做大量的重复性劳动,而且需要对复杂度分析理论有较深的理解,在这种状态下不利于工程应用上的技术承接,因此我们需要建立一套方便快捷的可信度分析系统,在提高效率的同时可以将这种知识保留下来。

    本文通过SV²仿真模型可信度验证系统对乘员约束系统建立可信度验证流程,帮助仿真分析工程师能够避免大量的重复劳动,并且不需要对复杂度理论有很深的了解就可以轻松完成对仿真模型的改进,提高仿真模型的可信度,对汽车行业整体仿真能力的提升具有积极的意义。

1 模型可信度验证

    理论计算、仿真分析和试验是人类认识物理世界的三个手段。由于仿真建模过程中不可避免地存在简化、假设和误差,从而可能导致错误或不可信的仿真结果,尤其是对于非线性、随机性的物理现象的仿真(比如碰撞、流动、振动等),其验证方法必须能够客观、定量和真实地反映该问题的复杂性特征。通过CAE模型的可信度验证的方法可以考察在相同的输入条件下仿真模型的输出与实物试验结果是否一致及一致性的程度。

    传统的模型可信度验证采用相似理论、假设检验、现代谱估计、模糊综合评判法、层次分析法、灰色关联分析法等,这些方法需要对数据序列预处理,或对样本数量、概率分布、平稳性有较多要求,不可避免地造成信息丢失或人为加进信息,从而产生误差。而且CAE工程师平均耗费20%~30%的建模时间反复进行CAE模型验证和标定,如图1所示。

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    图1 传统模型可信度验证处理过程

    本文开发的可信度验证系统是基于复杂性测度的分析方法,该方法相对于传统模型验证采用随机理论的高阶矩(信息熵、互熵、非线性相关性、复杂度),使得验证指标更加全面和量化。从系统全局来分析仿真和试验数据的差异,不需要对数据进行预处理,对样本的分布没有要求,不引入人为主观判断因素,能够处理有噪声、不完全、小样本的数据,这是一种客观、真实反映系统整体复杂性特征的模型可信度验证方法。在仿真数据和试验结果的整体复杂度一致性测量基础上,提出模型可信度验证的评价体系,将实验和仿真数据的“前处理-后台计算-验证”流程自动化,验证流程更加标准化和具有易用性。

2 仿真模型可信度验证解决方案

    本文基于SV²仿真模型可信度验证系统的开发,实现了模型可信度验证的规范化和自动化,提高汽车碰撞仿真的工作效率和可靠度。仿真模型可信度验证系统主要可分为两大块,即和仿真模型可信度计算。其中EASA界面封装包括100%正碰、40%正碰和侧碰三种工况下分析结果的处理,相关指标如表1所示。通过SV²仿真模型可信度验证系统可以在操作界面中实现参数文件的上传和参数解析,并生成可信度报告。

    表1 各工况分析指标明细

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责任编辑:张纯子
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