多种工况下汽车悬挂参数优化

本文采用多自由度汽车振动模型，在多种工况下对悬架参数进行优化，克服了以往单一工况的不足，得到了最优悬架参数的特性曲线。即如果悬架实现了这种阻尼和刚度特性，就可较大程度地改善汽车行驶的平顺性。     

FSAE赛车双横臂悬架系统设计

根据FSAE大赛规则,采用设定基准目标的方法确定整车的轴距、前后轮距、质心位置等重要参数,完成双横臂悬架主要参数、悬架导向机构的设计。利用CATIA对悬架各部分零件进行三维建模和装配,运用ANSYA对前悬立柱、摇臂进行强度校核。分析结果显示:设计的零件满足材料的强度要求。装配完成后的赛车实际运行结果表明:设计出的双横臂悬架系统具有较好的平顺性,设计方法合理,可为车辆悬架系统的理论计算和轻量化设计提供参考。     

双横臂悬架的运动学分析及优化设计

针对某越野车双横臂前悬架,采用有限转动张量法,结合空间解析几何理论知识,推导车轮定位参数随车轮跳动量的变化规律,并与ADAMS仿真结果、实车设计基准值进行对比,据此验证所建模型的正确性。利用Mat lab软件,根据数学模型计算车轮等位参数的变化情况,在对计算结果分析的基础上,针对前轮前束角和轮距的变化范围不满足设计要求的问题,借助ADAMS/Insight模块对悬架硬点位置进行灵敏度分析,并以此为根据进行二次函数响应面法拟合,最后根据拟合函数匹配硬点位置。优化分析结果表明:悬架的运动学性能满足设计要求,验证了此次优化设计的有效性。     

重型车辆ISD悬架平顺性与道路友好性分析

为解决重型车辆行驶过程中引发的道路损伤难题,提升重型车辆的平顺性与道路友好性,将加装惯容器的ISD(inerter-spring-damper)悬架应用于重型车辆悬架系统中,建立了重型车辆ISD悬架半车模型。运用改进粒子群算法对悬架系统的主要参数进行优化求解,并在不同路面等级和不同行驶车速条件下进行仿真分析。结果表明:与传统被动悬架相比,应用惯容器的重型车辆ISD悬架可有效抑制悬架的低频共振,减小重型车辆轮胎动载荷对道路的损害,显著提升重型车辆的平顺性与道路友好性。     

主动悬架非脆弱H_∞控制器设计

考虑车辆建模不确定性和执行器参数不确定性,基于2自由度1/4车辆模型设计主动悬架的非脆弱H_∞控制器,使悬架加速度、悬架动扰度、轮胎形变量得到优化。非脆弱H_∞控制器通过LMI(linear matrix inequality,线性矩阵不等式)算法求解,并在Matlab7.0/Simulink环境下搭建仿真模型进行仿真分析。研究结果表明:该控制器能有效改善车辆的乘坐舒适性,较好地解决平顺性与操纵稳定性之间的矛盾。     

汽车悬架对行驶平顺性的影响

建立了二自由度1/4汽车悬架物理模型,针对该模型建立了振动微分方程和传递函数。使用MATLAB/simulink模块绘制了模型的Nyquist图和Bode图,分析了模型的动态特性。对汽车行驶过程中的振动原因做了分析。运用ADAMS软件分析了悬架的固有特性,得到了悬架对确定输入和随机输入的响应结果。得出悬架的各种参数、路面等级和汽车行驶速度对汽车行驶平顺性的影响。     

液压互联式馈能悬架多模式切换与试验研究

液压互联悬架可有效提升车辆行驶平顺性和操纵稳定性,多用于越野车辆或重型车辆,此时悬架耗散掉的能量过大,引入馈能单元的液电馈能悬架可以对振动能量回收达到节能减排的目的,但会降低整车动力学性能。为协调整车行驶平顺性、操纵稳定性和馈能特性,搭建了整车7自由度液压互联馈能悬架系统模型,设计了舒适性模式、安全性模式和馈能性模式3种工作模式,提出了多模式自动切换的方法对悬架进行实时控制,设计模糊控制器对切换过程进行控制,并进行了整车仿真分析。仿真结果表明:所设计的多模式切换模型提升了悬架性能。为验证仿真的有效性,研制了液压互联馈能悬架原理样机并进行了台架试验,试验数据与仿真结果基本一致,表明所提出的方法兼顾了悬架乘坐舒适性、操纵稳定性和馈能特性,实现了悬架全局性能最优。     

基于装配机械弹性车轮的车辆平顺性的油气悬架优化研究

为优化装配大径向刚度机械弹性车轮的越野车行驶平顺性,使用一种装配单筒式油气弹簧的悬架,并利用量子遗传算法对其参数进行优化。在Matlab中首先建立了数学模型描述单筒式油气弹簧的刚度与阻尼特性,探讨了油气弹簧各参数对其性能的影响,并从中选取目标参数。之后建立了包含机械弹性车轮的4自由度半车模型,确定平顺性评价指标,使用量子遗传算法在C级路面白噪声输入下对其进行优化,通过多次计算进行对比,并在不同环境下验证了优化效果。结果表明:量子遗传算法能有效逼近最优值,算法具有较好的稳定性,优化后越野车的平顺性得到了提高。     

一种架空轨道穿梭车的参数优化与仿真分析

研究了一种架空轨道穿梭车,可用于多种工业场合的物料运输。为了提高穿梭车的工作效率,减小轨道垂向不平顺引起的车身垂向振动,基于H2优化确定了悬架的最优参数,使车身垂向振动的能量最小。为验证悬架参数的合理性,分别对1/4车模型和整车模型进行仿真。对1/4车模型进行数值仿真,仿真结果验证了参数的合理性。基于Simpack建立了整车的多体动力学模型,利用根轨迹法计算了整车模型在美国六级轨道谱下失稳的临界速度,仿真结果满足设计要求,再次验证了参数的合理性。     

基于智能体理论的空气悬架车身高度智能控制系统研究

为了进一步发挥空气悬架车身高度调节系统的性能,在Belief-Desire-Intention(BDI)框架下构建了目标车身高度控制智能体,并采用汤普森抽样算法构建智能体学习行为。结合车身高度调节系统模型,建立空气悬架车身高度智能控制系统。单一工况下的仿真结果验证了智能体学习行为的可行性以及学习结果的适用性;混合工况下的仿真结果验证了空气悬架车身高度智能控制系统的可行性和有效性。结果表明:在车身高度智能控制系统的控制下,簧上质量质心位置处的加权加速度均方根值上升了0. 45%,侧倾因子降低了22. 82%,在不恶化行驶平顺性的同时,提高了操纵稳定性。     

轮毂电机驱动汽车半主动悬架自适应最优控制

针对轮毂电机驱动汽车非簧载质量增加和轮毂电机不平衡电磁力带来的振动负效应,提出了一种自适应线性二次型调节器(LQR)半主动悬架控制策略,以提升轮毂电机驱动汽车的性能。考虑路面随机激励与轮毂电机不平衡电磁力的耦合作用,建立了轮毂电机驱动汽车系统的垂向、纵向与扭转振动的动力学模型。以垂向振动性能最优为目标,提出了LQR最优控制策略,将自适应遗传算法应用于确定LQR最优控制权重矩阵,以获取控制器的最优反馈悬架控制力。仿真结果表明:带有自适应LQR控制器的系统能有效提高系统的垂向与纵向性能,对簧载质量垂向与纵向振动加速度均方根值、悬架动行程均方根值、轮毂电机偏心距均方根值、轮胎动载荷均方根值和纵向驱动力波动的改善效果明显,有效提高了车辆的行驶平顺性与乘坐舒适性。     

半主动空气悬架的神经模糊控制

以带附加气室容积可调空气悬架的整车为研究对象,首先建立附加气室容积可调空气弹簧模型,并将该模型以弹簧力形式引入整车,然后设计以平顺性指标为主导地位的综合目标函数及约束条件。采用改进遗传算法对该目标函数进行逐段优化,同时得到不同工况下前悬架和后悬架模糊控制器的最优输出数据。最后将该输出数据作为导师信号供神经网络学习,从而建立整车半主动空气悬架的T-S型神经模糊控制器。仿真结果表明:在不同行驶工况下,相比被动空气悬架,采用神经模糊控制的半主动空气悬架的行驶平顺性显著提高,且满载时的改善效果优于空载。     

自卸车油气悬架特性仿真与平顺性研究

以某自卸车为研究对象,提出一种单气室油气悬架方案,建立了考虑摩擦、沿程压力损失、进口局部阻力损失等因素的油气悬架非线性数学模型,得到了较为精确的弹性力和阻尼力公式。基于Simulink仿真,研究各参数对油气悬架弹性力和阻尼力的影响,并通过脉冲路面与D级随机路面仿真分析油气悬架对平顺性的影响。本研究为油气悬架的设计提供了一定的参考依据。     

开关磁阻式轮毂电机驱动电动汽车悬架系统振动抑制

针对开关磁阻式轮毂电机驱动电动车非簧载质量大幅增加,以及开关磁阻电机转矩波动产生垂向振动,与路面激励一起影响车辆的平顺性及车轮抓地性能等问题,提出频率滤波加权控制算法以改善车辆平顺性及车轮动载荷。建立了同时考虑电机转矩波动及路面不平度双重激励的动力学模型,分别以Sky-hook和Ground-hook为平顺性及车轮动载荷控制理想参照,设计频率滤波加权函数,使系统在激振频率接近车身固有频率的频带内以改善平顺性为主,而激振频率在接近车轮固有频率的频带内以提高车辆附着安全性为主。仅电机转矩波动、电机转矩波动与路面不平度双重激励等工况下的仿真结果表明:所提出的频率滤波加权控制算法具有良好的路面适应性,能有效降低车身加速度及车轮动载荷,改善车辆的行驶平顺性及附着安全性。     

主动悬架的滑模控制指数趋近率参数优化

针对车辆主动悬架滑模控制方法中按经验选取指数趋近率参数造成悬架控制效果未能达到预期的问题,提出一种滑模控制参数优化方法,消除了指数趋近率参数选取的随意性,提高了主动悬架的控制效果和控制精度。首先建立1/4车辆主动悬架系统模型,并根据滑模运动方程稳定的Hurwitz判据选择滑模面系数,使用指数趋近率改善滑模运动段的动态特性;其次分析滑模控制方法中按经验选取指数趋近率参数的缺点,并采用遗传算法对其进行优化。仿真结果显示:与被动悬架和滑模控制悬架相比,优化后的滑模控制悬架二次型性能指标分别减小了7.6%和35.6%,簧载质量加速度均方根值减小了13.3%和45.6%,表明运用遗传算法对滑模控制参数优化后的控制效果优于优化之前,证明了这种优化滑模控制方法的先进性。     

智能悬架模块切换及底层控制器算法研究

为了满足车主在不同路况下对车辆悬架性能的需求,通过提出一种新型的智能悬架系统,结构上包括切换控制器以及主动控制、馈能2个子模块。顶层控制器采用单-双阈值的模块切换策略,根据路况匹配功能模块;底层分别采用BP-PID算法、LQG算法控制相应的功能模块。在Matlab/Simulink软件中对底层控制器进行仿真,结果表明:所设计的智能悬架系统在B级路面能够改善汽车平顺性,在D级路面能够有效提升汽车综合性能,底层控制器的设计符合要求。     

基于深度强化学习的轮毂电机驱动电动汽车垂向振动控制

轮毂电机驱动电动车作为分布式驱动的一种理想的解决方案，对于缓解能源问题具有重要意义，然而当轮毂电机引入轮毂时，其平顺性会恶化。为解决轮毂电机电动汽车平顺性问题，建立了考虑座椅、车身和簧下质量振动特性以及主动与半主动悬架时间迟滞因素的三自由度轮毂电机电动汽车的1/4车模型，并基于深度强化学习算法对轮毂电机驱动电动汽车通过主动悬架进行垂向振动控制。在此基础上，对轮毂电机驱动电动车在随机路面与减速带路面下行驶的情况进行训练，进而对其训练案例的控制效果进行测试，并将之与被动悬架和天棚阻尼控制策略的控制效果进行对比，最后对轮毂电机驱动电动车在随机路面的基于深度强化学习主动悬架控制策略进行泛化能力测试。结果表明，对于训练与泛化测试案例，针对轮毂电机驱动电动车的垂向振动控制，基于深度强化学习的主动悬架控制策略所产生的控制效果均优于被动悬架与天棚阻尼控制策略。     

轮毂驱动电动车的电磁混合悬架控制研究

轮毂驱动电动车由于采用电机分布式的布置形式,造成整车非簧载质量增加,会引起车辆安全性和整车平顺性的恶化。为此,提出一种基于电磁混合控制方式的电磁悬架。以直线电机为作动器,采用主动控制与半主动控制相结合方法对整车平顺性进行改善。系统中轮毂电机采用悬置式结构,相当于一个动力吸振器,能有效分担轮胎受到的路面垂向激励。仿真分析各质量系之间的传递特性和各性能指标(车身加速度、轮胎动载荷)的幅频特性。仿真结果表明:采用悬置式结构的悬架系统在频域内能够有效抑制车轮型共振峰,并使车轮型共振频率延后至12.8 Hz附近,避免落在人体最敏感区段4~12.5 Hz,同时轮胎动载荷均方根值下降13%。在此结构基础上,以改善车辆平顺性为目标,对直线电机采用天棚控制策略。结果表明:与传统悬架相比,车身加速度降低19.8%,改善了车辆平顺性。最后,在单通道台架上进行了试验,验证了悬置式结构和天棚控制策略的可行性。     

轮毂电机电动汽车空气悬架阻尼GA-LQR控制研究

针对轮毂电机驱动电动汽车因电机内部不平衡电磁力引起的负面振动加剧等问题,提出一种基于遗传算法的线性二次型调节器(GA-LQR)的空气悬架阻尼控制方法。建立包含轮毂电机和空气悬架系统的轮毂电机驱动电动汽车8自由度半车动力学模型,并进行实车试验验证模型;仿真分析路面激励和不平衡电磁力两者对电动汽车垂向振动的影响;根据最优控制理论提出LQR控制策略,并通过遗传算法对LQR控制中的加权矩阵Q和R进行全局搜索优化,构建了GA-LQR阻尼控制器。仿真结果表明：相较于被动悬架和LQR控制的空气悬架,基于GA-LQR控制的空气悬架对电动汽车各评价指标的改善效果明显,可有效抑制轮毂电机因偏心引起的不良振动,极大地提高车辆的乘坐舒适性。     

电台微信公众号文化外宣推文的英译研究

以东风牌载货汽车为研究对象,利用有限元方法及虚拟样机技术建立整车多刚体模型和考虑柔性车架的整车刚弹耦合模型。在验证虚拟样机刚柔耦合整车模型正确性的基础上,比较分析不同工况下两整车模型操纵稳定性和行驶平顺性性能。结果表明:车架柔性越大,其低阶固有频率越低,反之,低阶固有频率越高;车架柔性对整车操纵稳定性影响不大,对行驶平顺性有较大的影响,车速越高,平顺性越差,路面越粗糙,总加权加速度值越大,舒适感越差,适当增加车架刚性可以有效改善整车行驶性能。因此,该方法为汽车车辆开发设计车架提供了理论依据。 更多还原