矿用自卸车是现代矿山重要的运输设备,为了提高我国矿用自卸车自主研发能力,矿用自卸车被国务院列为十六个重大技术装备关键领域之一,这对矿用自卸车的性能研究提出了较高的要求。随着对矿用自卸车性能研究的深化,对动力学模型精度的要求越来越高,相关的动力学参数的获取精度、获取手段直接影响着矿用自卸车动力学模型建立的精度和效率。簧载部分惯性参数对车辆的稳定性起着决定作用,对车辆的操纵特性、平顺性、动力性、燃油经济性及主动控制有直接的影响,同时也是车辆动力学建模和分析的重要参数,目前车辆簧载部分惯性参数主要通过直接法和间接法来测量。直接法是指在车辆惯性参数测量试验台上进行试验,这种方法测量精度很高。但是,矿用自卸车由于体积和质量较大,台架投资成本高,直接测量其簧载部分惯性参数较为困难。间接法多是在特定工况下根据车辆纵向动力学或操纵动力学进行相应的试验,利用测量数据进行辨识得到车辆簧载部分的惯性参数。但是,间接法依赖于空气阻力、滚动阻力、坡度阻力和发动机输出扭矩等参数的精确测量,也只能辨识簧载部分质量等部分惯性参数,不能辨识簧载部分俯仰转动惯量和侧倾转动惯量。矿用自卸车常年在矿山随机路面上运行,随机路面激励是一种环境激励,能够较为全面地激发出簧载部分的振动模态信息。在准确获取簧载部分模态参数的基础上,合理构建簧载部分模态参数与惯性参数间的关联关系理论上能够辨识更多的簧载部分惯性参数,具有很大的研究价值。因此,本文提出一种随机路面激励下矿用自卸车簧载部分惯性参数辨识方法,仅测量随机路面激励下簧载部分的加速度响应,对簧载部分惯性参数进行辨识,这对于提高动力学建模精度,提高开发水平具有重要意义。本文的主要研究内容如下:1、根据随机路面激励与白噪声激励频域功率谱密度间的区别,采用短频窗滤波和小波分解对随机路面激励下的响应进行预处理,改进NExT(Natural Excitation Technique)技术对于系统等效脉冲响应信号的提取方法,提出了一种适合随机路面激励的等效脉冲响应信号提取方法。2、基于多自由度振动系统自由振动模型及复模态状态空间理论,构建了簧载部分模态参数与惯性参数间关联关系。结合ITD法(The Ibrahim Time Domain Technique)提出了一种随机路面激励下簧载部分惯性参数辨识方法。3、考虑左右轮迹相干特性,模拟了四轮车辆随机路面激励。将生成的随机路面激励作为算例模型的输入,仿真得到簧载部分加速度响应数据,通过对算例模型簧载部分惯性参数进行辨识验证了模态参数与惯性参数关联关系及随机路面激励下簧载部分惯性参数辨识方法的准确性和有效性,并分析了不同等级随机路面和车速下该方法的稳定性。4、设计了整车随机路面道路试验,在分析试验数据时发现零点漂移趋势项明显,高频噪声较多,首先采用最小二乘法消除加速度试验数据零点漂移趋势项,利用低通滤波器滤除2Hz以上的频带信号,突出簧载部分辨识频段振动模态,然后选择小波阈值方法对辨识频段试验数据进行去噪处理,对比软阈值、硬阈值两种方法的去噪效果,从而获得最优的去噪结果,为后续工作提供有效的试验数据。5、建立自卸车簧载部分惯性参数辨识模型,辨识获取了空载和重载时自卸车簧载部分的惯性参数。基于辨识得到的簧载部分惯性参数建立该型电动轮自卸车整车-随机路面动力学模型,并模拟空载和重载随机路面工况,对比仿真得到的前悬左上、后悬左上和后悬右上垂向加速度响应数据与同工况下去噪试验数据,验证了自卸车簧载部分惯性参数辨识结果的可靠性。