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。     

家电产品包装线工艺流程优化

针对目前家电生产企业在产品包装线工艺流程中,存在的瓶颈工序耗时长、限制产能的缺点,提出了基于约束理论的家电产品包装线工艺流程 优化方案。设计了作业耗时短、操作简单的一体式家电产品包装箱,有效解决了瓶颈工序的耗时问题;设计了基于单元生产方式的新包装工艺流程,包装线生产 平衡率从46.9%提升到87.4%;采用生产物流仿真软件Flexsim,基于包装线仿真模型,分析各作业单元运行状态。应用结果表明该优化方案不仅有效解决了瓶颈工 序耗时长的问题,且优化后的包装线生产平衡率更高,各作业单元时间利用率更高。本方案能改善家电产品包装线上的生产状况,提高生产效率。     

锂电池烘箱匀流特性分析及结构优化

烘箱热风射流速度的均匀性对锂电池极片材料的一致性具有重要影响,为了提高射流速度的均匀性：建立了烘箱静压风室 的三维模型;利用FLUENT流体仿真软件,基于k ε湍流方程完成了装有导流板的静压风室热风流场的数值仿真计算;通过提取分析射流风嘴的射流速度分布 情况,对静压风室导流板安装尺寸进行了优化,流场仿真分析结果表明：经过优化后的风嘴射流速度均匀性得到了改善,热风射流速度沿风嘴长度方向波动由 1.87%下降到了0.73%,各风嘴射流速度波动由5.06%下降到了2.69%。改进后的射流速度能够满足锂电池极片烘干的一致性要求。     

区域快速优化下的无人机在线轨迹规划方法

针对传统基于梯度的规划方法需预先构建欧式符号距离场(euclidean signed distance field, ESDF)导致障碍物信息冗余度高、规划效率受限问题,提出了一种基于区域快速优化的实时轨迹规划方法。所提方法设计碰撞控制点替换策略用于加快碰撞区域的轨迹优化收敛速度从而降低轨迹规划时间,并定义提取与轨迹规划相关的局部障碍物信息方法,避免构建ESDF过程,从而提高规划效率;之后考虑轨迹安全性、平滑性及动态可行性,建立多目标优化函数,进一步优化轨迹。仿真实验表明,该方法可有效实现无人机在线轨迹规划,且与前沿方法相比,轨迹规划时间平均缩短了36.1%,轨迹优化收敛速度平均提高了33.1%,实现了更高效的规划。     

某天然气发动机的性能分析与参数优化

与汽油机和柴油机相比,天然气发动机在动力性和经济性方面有较大的差距。为了改善天然气发动机的动力性和经济性,需要对发动机的参数进行分析以及优化。建立了某型天然气发动机的仿真模型,对发动机动力性和经济性进行了仿真计算。并利用发动机台架性能测试试验结果对仿真模型进行了校核,发现模型最大误差小于5%。在此基础上,分析了发动机部分参数对性能的影响;利用DOE(design of experiment)优化工具,对发动机的压缩比、进气歧管长度以及进气门最大升程凸轮角3个参数进行了联合优化。结果表明:优化后发动机转矩和功率最高提高了1. 3%,比油耗减少了1. 2%。     

模糊逻辑的增程式燃料电池SUV能量管理策略研究

以增程式燃料电池混合动力SUV为研究对象,以优化电池充放电状态、燃料电池工作效率以及增加整车续驶里程为目标,开展基于模糊逻辑的能量管理策略优化研究。基于Simulink/AMESim联合仿真平台搭建了整车及能量管理系统模型,进行了一种前向能量流仿真计算,验证了策略动力性,同时对比分析了恒温器控制策略及基于模糊逻辑的恒温器控制策略在各工况下的充放电状态、燃料电池工作效率及续驶里程。结果表明:在满足动力性指标的前提下,基于模糊逻辑的恒温器控制策略能有效改善电池充放电状态,优化燃料电池工作效率,增加整车续驶里程。在NEDC、WLTC及CLTC-P标准循环工况下,燃料电池工作效率平均提升15.6%,续驶里程分别提升4.99%、5.08%、4.72%。     

一体化铸铝防撞梁的多目标可靠性优化设计

为了提高一体化铸铝防撞梁的耐撞性,建立了防撞梁的正碰仿真模型,基于最优超拉丁方试验设计搭建响应面模型来近似模拟碰撞过程。以防撞梁的厚度为设计变量,采用非支配解排序遗传算法对防撞梁的峰值碰撞力、最大纵向位移、比吸能和质量进行确定性优化设计,并择优选取一个解作为确定性优化解。在此基础上,考虑到材料以及加工制造等不确定性因素,对确定性优化解的质量水平进行分析和优化。结果表明：比吸能提高了13.44%,质量减轻了20.57%,最大纵向位移的质量水平和可靠度分别由0.63σ和47.43%提高到了6.06σ和99.99%,峰值碰撞力的质量水平和可靠度分别由1.12σ和74.00%提高到了6.02σ和100.00%,多目标可靠性优化方法在满足设计要求的同时可以提高优化效率和安全性。     

某SUV行李架的降阻降噪协同优化

以安装行李架后的某款SUV汽车模型为研究对象,基于协同优化算法,寻找最优的低阻低噪方案。先将降阻和降噪作为单独的2个子学科进行研究,分别寻找出影响气动阻力和气动噪声的关键因素,利用网格变形技术对行李架造型的关键部位进行参数化建立模型。然后通过CFD数值仿真模拟软件对选取的样本点进行计算,同时建立可靠的Kriging响应面模型。最后基于2个子学科的近似模型,构建协同优化模型寻找最优的低阻低噪方案并进行仿真验证分析。研究结果表明:相较于原始汽车模型,单目标优化后的整车模型阻力与噪声分别降低了1.97%和17.99%;协同优化后的整车模型阻力与噪声分别降低了1.60%和14.92%,优化结果与仿真结果的误差分别为0.17%和3.67%,均在工程实际应用可接受误差范围内。     

考虑多工况刚度和模态灵敏度的全地形车车架轻量化设计

针对某全地形车质量偏大的缺陷,提出一种基于刚度和模态灵敏度的全地形车车架轻量化方法。构建全地形车车架有限元模型并验证仿真模型的精准性;分析车架的弯曲和扭转刚度以及3种典型工况下的强度;采用相对灵敏度方法筛选设计变量,基于弯曲和扭转刚度的仿真分析,以质量最小为目标,1阶模态频率、扭转刚度和弯曲刚度为约束条件,对全地形车车架结构进行轻量化优化;将优化模型与基准模型进行综合对比,采用3种典型工况进行验证。结果表明：在弯曲刚度和扭转刚度分别提高4.9%和9.5%的条件下,车架总质量减少17.39 kg,降幅为7.5%。优化后的车架在水平弯曲、极限扭转和紧急制动3种典型工况下的应力分别降低15.0%、2.6%和8.8%。     

基于遗传算法的纯电动汽车动力传动系统优化

以某一型号的单挡纯电动汽车作为研究对象,在基于动力系统参数分析的基础上,对整车合理匹配两挡AMT变速器,并基于ADVISOR仿真平台建立整车仿真模型。应用遗传算法工具箱与ADVISOR非图形化界面联合优化以实现自动优化动力系统参数的目的,获得动力性和经济性最优匹配结果。仿真结果表明:该优化方法能有效地提高纯电动汽车的性能。