Анализ методов бесфазной фильтрации при механических испытаниях элементов автотранспортных средств на ударное воздействие

Введение. Механические испытания на удар автомобильных систем вызова экстренных служб, проводимые с целью определения устойчивости к воздействию перегрузок, возникающих при столкновении транспортного средства, и проверки возможности автоматического определения момента аварии, требуют в качестве средства измерений характеристик ударного воздействия измерительной системы по классу частотных характеристик (КЧХ) КЧХ60 или КЧХ180. Из всего перечня требований к такой измерительной системе отдельно выделяется ряд требований к низкочастотной фильтрации, которая осуществляется бесфазным фильтром Баттерворта 4-го порядка.

Целью исследования является анализ возможных ограничений, возникающих при использовании эмпирического метода привязки транспонированных данных перед стартом и после окончания сбора данных, приведённого в документе ISO 6487, разработанном Международной организацией по стандартизации, на который опираются отечественные нормативные документы, регламентирующие испытания на ударное воздействие, а также в документе SAE J 211-1, разработанном Сообществом автомобильных инженеров.

Методология и методы. Методом исследования является представление шумового аддитивного сигнала, сопровождающего ударное воздействие, в виде детерминированного синусоидального сигнала с начальной фазой, при которой происходит максимальный паразитный выброс результирующего сигнала, анализ природы его возникновения с целью последующей минимизации.

Результаты и научная новизна. Результатом проведённой работы являются выявленные недостатки регламентируемых в ISO 6487 и SAE J 211-1 методов принудительной привязки транспонированных данных перед стартом и после окончания сбора данных и возможные при этом ограничения. Научной новизной является предложенный метод дополнительного сдвига транспонированных дополнительных данных, существенно снижающий влияние возникающих переходных процессов, аналитические выражения и алгоритм реализации предложенного метода, обеспечивающие минимизацию паразитных выбросов результирующего импульса ударного ускорения при проведении испытаний.

Практическая значимость результатов работы состоит в повышении достоверности результатов испытаний путём сравнения формы ударного импульса, отфильтрованного по методам ISO 6487 и SAE J 211-1, а также с учётом предложенного в данной работе метода с последующим исключением паразитной составляющей.

1. ISO 6487. Road vehicles. Measurement techniques in impact tests. Instrumentation.

2. ГОСТ Р 41.17-2001 (Правила ЕЭК ООН № 17). Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении прочности сидений, их креплений и подголовников (с Изменением № 1). – Введ. 2002–01–01. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. – 37 с.

3. Правила ЕЭК ООН № 144. Единообразные предписания, касающиеся систем вызова экстренных служб (СВЭС). URL: http://www.unece.org/fileadmin/DAM/trans/main/wp29/wp29regs/2018/R144r.pdf (дата обращения: 25.12.2019).

4. ТР ТС 018/2011. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности колёсных транспортных средств».

5. ГОСТ 33464-2015. Глобальная навигационная спутниковая система. Система экстренного реагирования при авариях. Устройство/система вызова экстренных оперативных служб. Общие технические требования. – Введ. 2017–01–01. – М.: Стандартинформ, 2017. – 92 с.

6. ГОСТ Р 54620-2011. Глобальная навигационная спутниковая система. Система экстренного реагирования при авариях. Автомобильная система/устройство вызова экстренных оперативных служб. Общие технические требования (срок действия до 31.12.2019). Введ. 2012–09–01. – М.: Стандартинформ, 2013. – 67 с.

7. ГОСТ 33469-2015. Глобальная навигационная спутниковая система. Система экстренного реагирования при авариях. Методы испытаний автомобильной системы вызова экстренных оперативных служб на соответствие требованиям по определению момента аварии. – Введ. 2017–01–01. – М.: Стандартинформ, 2017. – 88 с.

8. ГОСТ Р 51371-99. Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие ударов. – Введ. 2000–07–01. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2000. – 28 с.

9. SAE J 211-1: 2014. Instrumentation for impact test – part 1 – Electronic instrumentation.