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。     

某重型载货汽车车架柔性化建模及疲劳分析

针对某重型载货汽车车架局部出现的疲劳寿命问题,通过有限元理论生成车架的模态中性文件,并对车架进行静力分析及强度校核。利用虚拟样机技术,建立考虑车架弹性的整车刚柔耦合模型,并对刚柔耦合整车模型进行随机路面不同速度下的整车动力学仿真,提取车架关键边界载荷谱。利用S-N疲劳设计方法,选用疲劳分析软件nCode Design-Life对车架进行疲劳可靠性分析,得到车架在不同工况以及不同车速下的疲劳寿命结果及损伤位置。结果表明:车架的最小寿命满足行驶要求,并为车架的优化设计提供了理论依据。     

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AMESim的电动客车传动系分析与研究

以某电动中型客车为研究对象,对加装变速器后的整车动力总成系统进行研究,分析并建立了整车数学模型。在此基础上,利用AMESim建立了整车仿真模型,并利用Matlab/Simulink建立整车控制器。针对NEDC循环工况和加速工况对其进行了模拟仿真;分析了传动系参数对整车加速度特性、最高车速、经济性及冲击度的影响。利用遗传算法对传动系的传动比进行了优化,在保证整车冲击度达标的前提下改善了整车动力性与经济性。     

车身姿态补偿半主动控制

基于某矿用自卸车,建立了非线性半主动油气悬架三轴9自由度整车模型,以天棚控制算法和模糊控制算法为基础,设计了车身姿态补偿控制策略,对半主动油气悬架的阻尼力进行控制。在Matlab/Simulink中对控制策略的效果进行仿真验证。仿真结果表明:当车辆在D级路面以36 km/h的速度行驶时,相比于传统被动油气悬架,所设计的车身姿态补偿控制策略使车身垂向加速度优化了22. 89%,俯仰角加速度优化了20. 46%,侧倾角加速度优化了18. 87%,车身俯仰角优化了19. 61%,车身侧倾角优化了15. 66%,达到了较好的车身姿态控制效果。硬件在环仿真试验结果与Simulink仿真结果一致,验证了车身姿态补偿控制策略的实际可行性。     

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。     

基于Simulink的电动客车整车控制器软件层设计

针对某款纯电动客车,对其行驶策略、能量管理策略等整车控制策略进行研究。在Simulink环境下建立模型并仿真,再对单片机底层驱动模块进行编程,完成整车控制器模型的建立。通过Simulink中Code generation生成软件层的代码,完成控制器软件层的设计。最后对整车控制器的行驶策略、能量管理策略进行测试。     

后横向推力杆失效分析与改进

五连杆非独立悬架的后横向推力杆在弯道和坑洼多的off-road路面上试验时出现弯曲现象。从结构力学计算截面系数,进而进行CAE屈曲强度和复合工况下的应力值分析以及固有频率分析,找到后横向推力杆失效的原因。最终提出将横截面由原来U型的冲压件改成圆钢的优化设计方案。台架疲劳试验及整车振动试验结果表明,改进后横向推力杆强度更高,疲劳性度大幅提升,杆子固有频率的变化也未放大后悬架的共振。结果显示,提升悬架连杆强度最重要的方法是增大连杆的截面系数,这对解决类似问题具有一定的参考价值。     

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。     

基于工况的双电机参数匹配与控制策略研究

针对单电机直驱系统高效区利用不足的问题,以某款纯电动城市客车为例设计了一种同轴双电机系统,基于行驶工况分析进行参数匹配,根据电机高效区提出了基于规则的转矩控制策略。运用CRUISE和Matlab/Simulink软件分别建立整车模型和同轴双电机系统控制策略模型,进行动力性和经济性仿真。仿真结果表明:同轴双电机系统满足整车动力性要求,与单电机相比具有更好的经济性。     

具有分数阶特性悬架的垂向振动特性研究

选取含分数阶微分项的1/4车辆动力学模型为研究对象,应用拉氏变换法推导出车身加速度、轮胎动载荷和悬架动挠度3个性能指标的频响函数,分析了分数阶微分项参数对悬架振动特性的影响。结果表明,分数阶项参数会影响悬架振动幅频响应特性。应用数值方法计算出非线性悬架系统车身振动幅频响应曲线,研究发现振动幅值随分数阶微分项参数值的增加而减小,悬架动力学性能提高。     

基于多刚体有限元耦合仿真的翻滚事故再现

基于实际汽车翻滚事故信息,利用MADYMO仿真软件开展事故仿真再现研究,建立了适用于车辆翻滚的多刚体有限元耦合模型。翻滚建模过程中汽车的底盘部分采用多刚体建模方法搭建翻滚相关的悬架系统,整车的白车身与内饰等采用有限方法元建模并与多刚体耦合。仿真结果表明:模型中整车滑移量为6.5 m,与事故场景基本一致;仿真中整车的前端变形量为105 mm且变形模式与事故车相似,验证了该建模方法的准确性。基于事故再现模型分析了安全气囊对乘员的保护效果,结果表明:引入安全气囊后,假人头部HIC降低了28%。     

客车车身结构的有限元分析

研究了用有限元法对半承载式客车车身刚度、强度、动态特性进行了分析的方法，对改进设计提供了有价值的理论依据，并且以ＨＢ６１００Ｈ型客车为对象进行了静动特性分析。     

基于整车卡尔曼观测器的主动悬架控制研究

改进天棚控制策略可兼顾乘坐舒适性及轮胎接地性。为了获得改进天棚控制所需的各悬架速度信号,建立了整车七自由度模型,并将整车状态方程进行离散化。基于卡尔曼滤波算法设计了改进天棚控制下的整车卡尔曼观测器。卡尔曼观测器根据整车中加速度信号估计出各悬架顶端的绝对速度以及各悬架的相对速度,通过仿真验证了卡尔曼观测器的估计精度。在此基础上,将卡尔曼观测器估计的速度信号输入至改进天棚控制策略中从而对悬架进行控制,结果表明:带卡尔曼滤波的改进天棚控制能够大幅度提高车辆的乘坐舒适性。     

矿用自卸车车架振动疲劳寿命分析

为预测某矿用三轴重型自卸车车架的疲劳寿命，在Hypermesh中综合运用壳单元，实体单元，梁单元，焊接单元，刚、柔性连接单元等多种单元建立完整车架有限元模型，分析强度之后对其进行频响分析，得到车架载荷输入与结构应力之间的传递函数；在Nastran中生成车架MNF中性文件，在ADAMS/CAR中建立整车刚柔耦合模型，得到相应的载荷时程曲线，将其进行快速傅里叶变换结合频响分析结果，准确地预估车架疲劳寿命。     

基于ANSYS Workbench的某轿车车身刚度研究

利用Catia软件对某轿车车身的三维模型进行简化,导入到ANSYS Workbench中,对车身进行前置处理并检查有限元网格划分质量。模拟仿真车身弯曲和扭转工况,计算车身相应刚度值、应力分布和车身开口处对角线变化值。分析仿真结果表明该车车身的弯曲刚度和扭转刚度都有一定的不足,但车身开口对角线变形量在标准范围内,为整车的改进设计提供了参考。     

汽车座椅安全带固定点强度设计

为设计符合新法规要求的三点式中排座椅安全带,以某款汽车为对象,建立了白车身、座椅骨架及上、下人体模块的有限元模型。对座椅骨架进行了灵敏度分析和轻量化设计,对安全带固定点进行了强度分析。实验结果表明:安全带固定点强度满足法规要求。     

适应阻尼变化的车身高度控制系统

随着阻尼可变半主动悬架应用日益广泛,不考虑阻尼变化因素的传统车身高度控制策略已不能很好地满足控制要求。为此,提出适应阻尼变化的车身高度控制系统。在经试验验证的整车车身高度控制模型的基础上,离线计算车辆4悬架处阻尼系数不同组合情况下的最优车身高度控制参数,并建立离线专家系统。该系统以阻尼系数为输入,可以根据阻尼系数实时更改车身高度控制参数,保证在车身高度调节过程中车身高度控制参数始终处于最优值。仿真结果表明:适应阻尼变化的车身高度控制系统在调节过程中当阻尼系数发生变化时车身高度变化依旧连续平稳,与传统车身高度相比调节品质更高;在车辆行驶过程中,适应阻尼变化的车身高度控制系统调节时间短、超调量小且调节过程震荡更小。     

微型电动汽车悬架系统设计与平顺性分析

为了开发一款微型纯电动汽车,针对其乘坐舒适、安全可靠的设计要求,分析了悬架系统设计参数并完成了初步设计。为了保证汽车有良好的操纵稳定性,基于Adams/Insight对设计的麦弗逊悬架进行了前轮定位参数优化。在3种极限工况下,对设计的扭转梁悬架模型进行有限元强度分析,以验证其可靠性。为评估整车的平顺性,在随机沥青路面上进行仿真,并经过功率谱密度变换和频率加权得到了3个轴向的加权加速度均方根值。结果表明:优化后的前轮定位参数随车轮跳动有着良好的变化特性;设计的扭转梁悬架满足强度要求;设计的悬架系统使汽车具有良好的平顺性。