MTS的遠程參數(shù)控制(Remote Parameter Control, 簡寫為RPC)技術是進行整車、零部件道路模擬試驗應用的核心方法之一，也是MTS系統(tǒng)公司數(shù)十年開展車輛耐久以及動力學性能測試應用經(jīng)驗的結晶。當時光的車輪來到2021年，MTS 系統(tǒng)公司全新一代的遠程參數(shù)控制應用軟件 RPC Connect即將發(fā)布，那么，遠程參數(shù)控制技術如何成為業(yè)內(nèi)的標準工具之一，過去的50年里這一技術經(jīng)過了怎樣的發(fā)展歷程呢？

1960s

早在上個世紀60年代，在MTS系統(tǒng)公司正式成立之前，作為MTS系統(tǒng)公司前身的Research Inc公司MTD(Material Test Division)分部就成功交付了業(yè)內(nèi)第一套四立柱道路模擬器。當時的工程師在輪輞上安裝加速度計，通過磁帶機來記錄路面的顛簸，然后利用模擬計算機將加速度信號轉化為作動缸位移信號，再通過電液伺服控制系統(tǒng)將其播放，這就是最早的道路模擬試驗方式。


MTS系統(tǒng)公司是最早開發(fā)整車道路模擬器的公司
(照片拍攝于1964年)

1970s

為了能夠將實際路面試驗盡量減少，在試驗室內(nèi)開展更多的試驗應用，整車道路模擬試驗系統(tǒng)就必須提供足夠的試驗精度和可重復性。1970年代中期，來自通用汽車公司的Paul Nawrocke和MTS系統(tǒng)公司的Dr. Richard Lund提出，如果能夠讓道路模擬器的作動器運動與地面顛簸起伏完全一致，那么道路模擬器就一定能夠替代實際路面試驗。但是輪輞與作動缸之間的輪胎耦合成為了影響試驗精度的最大挑戰(zhàn)。Paul Nawrocke和Richard Lund指出如果能夠采用某種數(shù)學手段，獲取輪胎耦合的傳遞函數(shù)，那就有辦法將這種耦合作用從驅動文件中去除，就能夠實現(xiàn)真正的道路模擬。于是，隨著新型數(shù)字化計算機的應用，這種頻率響應反函數(shù)修正的思想通過軟件得以實現(xiàn)。MTS系統(tǒng)公司在1977年正式推出了遠程參數(shù)控制(Remote Parameter Control, RPC)技術，這里所謂的遠程，就是指像輪胎耦合道路模擬器這樣，實際控制的參數(shù)(作動缸位移/加速度)有別于需要實現(xiàn)的信號(輪胎顛簸加速度)的情況。


1977年MTS系統(tǒng)公司正式推出RPC試驗應用技術

1980s

RPC工具一經(jīng)推出就受到了業(yè)內(nèi)道路模擬試驗工程師們的重視和歡迎，因為RPC讓工程師們能夠在試驗室內(nèi)完成精確的道路模擬試驗。1980年，MTS系統(tǒng)公司在底特律組織了第一次RPC用戶大會，傾聽用戶對RPC技術的要求，總結試驗經(jīng)驗。很快，根據(jù)用戶的需求，MTS系統(tǒng)公司在RPC中增加了對應變、位移等信號的迭代建模能力，從而實現(xiàn)了對整車各個部分各種類型應用進行動態(tài)試驗模擬。到了1980年代中期，MTS RPC技術逐漸成為了道路模擬試驗的標準化工具，最終在1989年正式推出了具有劃時代意義的RPC III應用軟件。


1980年代的輪胎耦合整車道路模擬試驗系統(tǒng)

1990s

進入90年代，計算機技術發(fā)展異常迅猛，越來越多的汽車研發(fā)中心選擇使用MTS的道路模擬器、多軸振動臺、零部件試驗系統(tǒng)等開展針對整車到零部件的耐久性評估試驗，加載的自由度逐漸增加到六自由度，試驗應用軟件需要有更強大的多自由度解耦能力。于是，在1999年，MTS系統(tǒng)公司將正式推出RPC Pro測試與仿真工具集，提供了更強大的迭代能力和多自由度解耦能力，能夠支持例如24通道的六自由度道路模擬試驗系統(tǒng)的應用，成功地將測試路面引入到試驗室，將試驗室應用引向桌面系統(tǒng)。


六自由度329型軸耦合道路模擬器

2000s

時光的車輪進入21世紀，世界各地市場的強大需求以及車輛的更新?lián)Q代帶動了全球汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展。此時，越來越多的車輛研發(fā)機構和整車廠商面臨著市場需求快速變化和研發(fā)生產(chǎn)遲遲跟不上進度的巨大挑戰(zhàn)，而傳統(tǒng)的車輛道路模擬試驗可能占據(jù)了1/4左右的車輛研發(fā)周期。當試驗人員完成試驗、發(fā)現(xiàn)問題的時候，新研發(fā)車型幾乎就要推向市場，此時做任何系統(tǒng)性的修改都非常痛苦而且面臨巨大的時間和成本的挑戰(zhàn)。那么，試驗人員提出，能不能夠采用某些技術手段，讓研發(fā)團隊可以盡早針對產(chǎn)品原型就開展類似的測試，而不需要等待原型車輛，從而加快研發(fā)進度？

業(yè)內(nèi)標準的MTS 329型軸耦合車輛道路模擬器
(圖片來自Toyota Sports GmbH)

2010s

MTS系統(tǒng)公司利用混合仿真試驗技術與RPC工具相結合，帶來了革新的混合仿真響應迭代(HSRC)試驗技術，例如，新的車型將采用全新的輪胎輪輞設計，在真實的輪胎和輪輞生產(chǎn)出來之前，將輪胎輪輞的虛擬有限元模型與MTS329型整車道路模擬器組合起來，就好比車輛利用虛擬輪胎運行在驗證路面之上，這個時候車輛和路譜數(shù)據(jù)都是真實有效經(jīng)過驗證的部分，輪軸部分的運動和載荷與虛擬輪胎的運動和載荷相結合，共同作為整車試驗的反饋。這樣，車輛研發(fā)人員和試驗人員就可以在原型車之前針對關鍵部件進行整車級別的仿真測試，所有工作都在試驗室內(nèi)完成，從而加快了產(chǎn)品的研發(fā)進度。

混合仿真手段將物理試驗與仿真分析軟件結合起來

2020s

現(xiàn)在，MTS系統(tǒng)公司即將推出新一代的道路模擬測試與仿真工具 - RPC Connect。RPC Connect測試與仿真工具集繼承了過去數(shù)十年各種車輛試驗應用的專業(yè)經(jīng)驗，增強混合仿真以及虛擬試驗能力，將更多的有限元分析工具、實時硬件在回路仿真系統(tǒng)結合起來開展車輛試驗。從算法上，將針對車輛非線性環(huán)節(jié)的迭代應用進行強化，提高試驗精度。同時，簡化軟件操作的流程，讓軟件使用起來更加直觀、有效率，提高試驗室的生產(chǎn)效率。


RPC Connect測試與仿真工具的發(fā)展路線圖

全新一代的RPC Connect測試與仿真工具集將于2021年4月份正式發(fā)布，如果需要了解更多的信息，請通過識別下面的二維碼來跳轉至RPC Connect的產(chǎn)品網(wǎng)站：



也可以聯(lián)系您的MTS業(yè)務代表了解相關細節(jié)！


關于MTS系統(tǒng)公司

MTS系統(tǒng)公司成立于1966年，是全球首屈一指的高性能力學試驗系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)與傳感器供應商，而美特斯工業(yè)系統(tǒng)(中國)有限公司是MTS系統(tǒng)公司在中國地區(qū)的全資子公司，成立于2008年。MTS系統(tǒng)公司的產(chǎn)品被廣泛應用于各行各業(yè)，用于提高產(chǎn)品品質(zhì)，加快研發(fā)進度，包括材料力學性能測試、土木工程結構測試、航空航天以及汽車耐久性、性能測試與仿真等領域，其先進高性能傳感器用于各種振動、壓力、位置、聲學和載荷測量。截至2020年10月3日，MTS系統(tǒng)公司全球共有3,000余名員工，2020財年的營銷總額為8.28億美元。

詳細信息請見：
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