將物理測(cè)試與虛擬模型或混合模擬相結(jié)合給加速和增強(qiáng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)流程帶來(lái)了巨大的潛力。雖然該方法的研發(fā)與實(shí)施取得了成功，但卻存在巨大的挑戰(zhàn)。其中一些最大的挑戰(zhàn)是由于物理測(cè)試系統(tǒng)的控制要求或虛擬模型的復(fù)雜性（例如涉及彈性部件的模型和/或具有非線性特征的輪胎）而不能進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬。為了在上述情況下進(jìn)行混合模擬，MTS 研發(fā)了混合系統(tǒng)響應(yīng)收斂 (HSRC) 技術(shù)，該迭代技術(shù)可在更復(fù)雜的應(yīng)用（例如駕乘舒適度和耐久性）中進(jìn)行混合模擬。

舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)典型的 HSRC 應(yīng)用將物理測(cè)試汽車(chē)與一系列虛擬輪胎相結(jié)合，汽車(chē)和輪胎均由一個(gè)數(shù)字三維試車(chē)跑道“驅(qū)動(dòng)”。測(cè)試汽車(chē)被安裝在道路模擬機(jī)上并由車(chē)軸觸發(fā)，這些車(chē)軸作為汽車(chē)與虛擬輪胎之間的接觸面。道路模擬器配備力與運(yùn)動(dòng)傳感器，以便在每次迭代中測(cè)量車(chē)軸的動(dòng)態(tài)特性。在虛擬環(huán)境中，輪胎由虛擬“駕駛員”在路面上進(jìn)行操縱。

HSRC 系統(tǒng)通過(guò)連續(xù)執(zhí)行物理和虛擬模擬產(chǎn)生結(jié)果。初始觸發(fā)序列在物理汽車(chē)中執(zhí)行，可捕獲由此產(chǎn)生的車(chē)軸的力與運(yùn)動(dòng)。針對(duì)每個(gè)控制軸，其中一個(gè)車(chē)軸響應(yīng)（力與運(yùn)動(dòng)）用于在虛擬模擬中控制輪胎性能。

例如，當(dāng)在虛擬道路上操縱虛擬輪胎時(shí)，物理試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)量的垂直力可用于控制虛擬輪胎的垂直載荷?；谳喬サ膭?dòng)力學(xué)和路況，該結(jié)果可在虛擬輪胎中心產(chǎn)生獨(dú)特的垂直運(yùn)動(dòng)。該系統(tǒng)隨后會(huì)比對(duì)試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)對(duì)虛擬車(chē)輪施加相同的力時(shí)，試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)通過(guò)測(cè)量到的輪胎運(yùn)動(dòng)引發(fā)了汽車(chē)的力。如果兩種運(yùn)動(dòng)不相等，則混合系統(tǒng)的兩個(gè)部分便不是在動(dòng)態(tài)相容的情況下進(jìn)行操作的。

如果運(yùn)動(dòng)存在差別或出現(xiàn)收斂誤差，HSRC 控制模型會(huì)改變物理試驗(yàn)臺(tái)的動(dòng)力學(xué)特性，最終會(huì)產(chǎn)生新的力與動(dòng)力測(cè)量值。這樣便會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的虛擬實(shí)驗(yàn)條件和新的收斂誤差結(jié)果。通過(guò)逐次迭代，HSRC 最終會(huì)創(chuàng)建一個(gè)道路模擬驅(qū)動(dòng)文件，當(dāng)對(duì)虛擬輪胎施以文件中包含的經(jīng)測(cè)量的垂直力時(shí)，該垂直力會(huì)引發(fā)相同的運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)試驗(yàn)臺(tái)產(chǎn)生測(cè)量力。此時(shí)，模擬的兩個(gè)部分便會(huì)開(kāi)始聚合，并且如果它們耦合成為一個(gè)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，其運(yùn)行便會(huì)完全相同。

上述簡(jiǎn)單的示例說(shuō)明了在單一車(chē)軸上的垂直力的收斂情況。在實(shí)際的 HSRC 應(yīng)用中，當(dāng)全部四個(gè)車(chē)軸的所有自由度產(chǎn)生收斂的同時(shí)會(huì)生成表示收斂動(dòng)態(tài)特性的最終驅(qū)動(dòng)文件。

MTS 必須克服技術(shù)和操作挑戰(zhàn)，以使 HSRC 成為一個(gè)可行的模擬技術(shù)。

一個(gè)重要的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)是決定從哪里開(kāi)始模擬。為解決這一難題，MTS 研發(fā)了一個(gè)專(zhuān)有策略，以便在一個(gè)有效的起始點(diǎn)啟動(dòng)迭代進(jìn)程，從而顯著降低收斂所需的迭代次數(shù)。一個(gè)有效的起始點(diǎn)同樣至關(guān)重要，可以避免可輕易損壞物理測(cè)試物件的不適當(dāng)?shù)某跏驾d荷。其他技術(shù)挑戰(zhàn)包括設(shè)法以協(xié)作的方式在虛擬測(cè)試跑道上“驅(qū)動(dòng)”四“維”（虛擬）車(chē)輪和輪胎，以及研發(fā)一個(gè)補(bǔ)償功能，以將誤差轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄏ虻恼_驅(qū)動(dòng)升級(jí)文件，以便對(duì)收斂進(jìn)行模擬。

若將 HSRC 運(yùn)用到實(shí)際操作中，需要為用戶盡量減少解決方案組件的復(fù)雜性。包含座標(biāo)轉(zhuǎn)換、自由度匹配、極性匹配、虛擬駕駛和啟動(dòng)流程等的一系列操作被設(shè)計(jì)成為可接受“隱蔽式”管理，最大限度地減少了操作員的失誤，否則這些失誤會(huì)降低模擬質(zhì)量并延緩測(cè)試進(jìn)度。MTS 還對(duì) HSRC 開(kāi)發(fā)了一個(gè)菜單驅(qū)動(dòng)法，使用 RPC® Pro 軟件的工程師對(duì)此十分熟悉。

迄今為止，HSRC 技術(shù)已在五個(gè)主要的 OEM 網(wǎng)站上的六個(gè)汽車(chē)程序中接受驗(yàn)證。在所有情況下均成功進(jìn)行收斂。

2010 年，在奧迪汽車(chē)中完成了初步的概念驗(yàn)證。奧迪 A5 雙門(mén)跑車(chē)被安裝在結(jié)合了虛擬汽車(chē)輪胎（使用 FTire™ 建模）和數(shù)字路段的軸耦合道路模擬機(jī)上，并在 ADAM 環(huán)境中行駛。在與奧迪合作期間，MTS 對(duì)道路模擬機(jī)研發(fā)了一整套包含 20 個(gè)頻道的控制信號(hào)，用于進(jìn)行耐久性測(cè)試的三個(gè)起伏不平的道路路面，這些路面代表了精選的奧迪試驗(yàn)場(chǎng)地地面。

對(duì)于這個(gè)首次評(píng)估，我們將通過(guò)使用 HSRC 產(chǎn)生的物理車(chē)軸載荷與通過(guò)其他三個(gè)方法獲得的車(chē)軸載荷進(jìn)行了對(duì)比，這三個(gè)方法為：對(duì) A5 進(jìn)行道路載荷測(cè)量；對(duì)類(lèi)似車(chē)輛進(jìn)行道路載荷測(cè)量；以及通過(guò)虛擬汽車(chē)模型對(duì)載荷進(jìn)行預(yù)測(cè)。對(duì)比結(jié)果表明，使用 HSRC 所產(chǎn)生載荷與通過(guò)物理道路測(cè)量獲得的疲勞臨界載荷密切相關(guān)，結(jié)果產(chǎn)生的載荷比通過(guò)分析預(yù)測(cè)的載荷更合理。

自此以后，MTS 便不斷提升 HSRC 的技術(shù)水平，以提高其效率，并擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。MTS 直接與 FTire 進(jìn)行合作，將輪胎模擬實(shí)施到獨(dú)立的應(yīng)用（ADAM 環(huán)境以外）中，從而將迭代流程的效率提高了 85%。有了第二個(gè)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 TNO 輪胎模型的成功支持，證明了 HSRC 可以運(yùn)用到多個(gè)輪胎模型中。另一個(gè)功能的增強(qiáng)允許對(duì)整個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)地地面進(jìn)行模擬，而非僅針對(duì)單獨(dú)的路段。

如今，HSRC 仍在不斷創(chuàng)新。目前，MTS 正在創(chuàng)建一項(xiàng) HSRC 技術(shù)，以便使用固定車(chē)身軸測(cè)試配置以代替典型的浮動(dòng)車(chē)身。MTS 還希望將 HSRC 技術(shù)運(yùn)用到其他車(chē)軸耦合的道路模擬器，以及其他系統(tǒng)應(yīng)用（例如引擎支架、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)等）中。

立即聯(lián)系 MTS，以了解迭代混合系統(tǒng)響應(yīng)收斂 (HSRC) 技術(shù)如何能夠?qū)⒒旌夏M的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到更復(fù)雜的應(yīng)用（例如駕乘舒適度和耐久性）中。