电动汽车电控液压制动系统CarSim/Simulink联合仿真研究

针对某款国产电动汽车的电控液压制动系统,文章基于滑移率的比例-积分-微分(PID)控制提出了防抱死制动系统(ABS)模型,以改善车辆制动性能,提高在对开路面上的制动有效性和安全性。首先,使用Simulink软件建立液压电控制动系统的动力学模型;然后,基于滑移率设计PID控制器,并通过1/4车辆模型验证其有效性;最后,利用S函数将ABS控制器的Simulink模型输入CarSim平台中,开展CarSim/Simulink双平台联合控制仿真。结果表明,基于滑移率的PID控制的ABS对比无ABS的车辆,制动性能更加优越,在对开路面上制动稳定性更加明显。

E型多连杆后悬架系统振动分析及优化设计

以某款国产SUV的E型多连杆后悬架系统为研究对象,分析其拓扑结构和运动学关系,并利用Adams/Car和Hypermesh建立刚柔耦合的后悬架系统运动模型。以车轮外倾角和外倾前束的变化量为优化目标,设置上控制臂和前束拉杆的内外点坐标值作为设计变量,在Adams/Insight中进行优化设计。通过优化前后仿真曲线对比,表明车轮外倾角、车轮前束变化量有所减小,运动学特性得到一定的改善。同时,在实车悬架平顺性试验中,进一步验证了仿真结果的准确性。

电动助力转向系统Carsim-Simulink联合仿真控制研究

电动助力转向系统作为电动汽车的主流配置,其性能好坏对整车转向操纵稳定性能有重要影响。以某款自主品牌电动汽车EPS系统为研究对象,进行动力学分析并依次建立Simulink子系统模型。根据实车参数,设计直线型助力特性曲线并输入前述模型,最终建立Carsim/Simulink联合仿真运动学模型并开展国标操纵稳定性仿真试验。结果表明:在方向盘转向角脉冲和角阶跃试验中,较无EPS助力控制车型,有EPS助力控制车型具有良好的车辆瞬态响应度和操纵稳定性;在转向轻便性试验中,验证本款车型助力特性合理,车辆具有较好的助力效果。

发动机振动信号的压缩感知方法研究

针对当前汽车发动机振动信号采集数据传输冗余量大的问题,提出了一种基于压缩感知理论的振动数据采样压缩方法。首先基于发动机振动信号采集平台,完成了振动信号高速采集;其次采用离散余弦变换基、哈达玛矩阵实现了振动信号的压缩;然后采用正交匹配追踪算法进行了压缩信号的重构;最后在10 kHz采样频率下,对汽车发动机在2000 r/min下的振动数据进行了采样压缩。结果表明:在压缩比为0.8、重构迭代次数为200时,重构误差为0.0308,且重构精确度与压缩比、重构迭代次数呈正相关。此方法为汽车发动机振动信号的无线传输提供了一种有效的数据压缩方法。

基于典型路况车身加速度提取及其影响因素分析

通过搭建载荷谱测试采集系统,按试验规范采集了4台不同载荷的试验车载荷谱,并准确提取多种强化路面的车身加速度信号。由此在时域内计算各试验车在多种强化路上的加速度均方根,得到强化路与普通路均方根的相对值。根据车轮-车身双质量振动模型分析汽车行驶速度、路面、车身载荷对车身加速度均方根值的影响,结合实际采集数据进行统计分析。结果表明,加速度均方根和相对值受强化路面影响较大,在一定的范围内取值,并与车速约成0.009线性相关,与载荷负相关,随载荷的增加变小,低载时变化不明显,载荷增加趋势明显。这一结论可为汽车性能评价和使用载荷的选取提供依据。

急救车载担架人工肌肉隔振系统特性分析

将仿生气动人工肌肉(PAM)运用于急救车车载担架隔振平台,作为担架的缓冲执行机构,建立缓冲减振系统数学模型,以白噪声模拟路面输入,运用Simulink结合模糊PID控制理论进行仿真。在选定的3种工况下,分析担架在主动控制与被动情况下振动的垂向加速度和俯仰角加速度。结果表明PAM仿生担架隔振平台可有效减小担架所受到的振动冲击,提高病人的乘卧舒适度。研究结果可为急救车担架的设计提供一定的参考。

整车刚柔耦合悬架系统KC特性研究

悬架综合性能和整车操纵稳定性及乘坐舒适度密切相关。针对某款国产车型的悬架综合性能验证,借助Adams/Car软件模块,建立了具有柔性稳定杆子系统的前悬架模型和具有柔性体扭力梁子系统的后悬架模型,形成刚柔耦合的整车悬架系统模型。将车轮位移和受力约束分别施加在悬架系统上,进行动力学及弹性运动学分析,得到不同特性下的车轮定位参数。仿真结果显示,仿真数值和实车K&C试验数据基本一致,悬架综合性能相比于对标车车型更加优化;同时,进一步开展稳态回转路试,从侧倾加速度、不足转向度和车厢侧倾度三个维度,验证整车路试稳态特性满足设计要求,具备良好的运动特性。

基于Adams/Insight的麦弗逊前悬架振动分析及优化设计

以某款紧凑型轿车的麦弗逊前悬架为研究对象,在Adams/Car模块中建立悬架系统动力学模型,进行仿真试验,并根据仿真结果分析车轮跳动时各项参数的变化规律。针对分析中存在的主销外倾角和主销内倾角变化范围较大的问题,使用Adams/Insight模块对该悬架的部分硬点位置进行优化设计。优化结果表明:调整下控制臂、转向横拉杆和滑柱的部分硬点坐标,可以减小各项参数在车轮跳动中振动幅度,改善车辆的行驶稳定性。

基于机敏约束阻尼技术的结构动态性能主动控制

重点研究了局部采用压电机敏约束层阻尼技术的悬臂梁的动态响应控制问题。采用滞弹性位移场(ADF)模型表征结构阻尼材料随频率变化的力学特性,结合有限元分析法(FEA)推导出压电机敏约束阻尼梁的动力学分析模型。求解了机敏结构动力学参数,并与模态实验结果比较验证了模型的正确性。针对结构动力模型自由度庞大问题,提出了基于状态空间的复模态截尾法和内平衡降阶法相结合的全新组合降阶方法,并基于降阶模型设计出状态反馈主动控制器,进行了结构动态性能的主动控制分析。结果表明:本文给出的分析方法准确可行,运用压电机敏约束层阻尼技术可以大大改善结构的动力学响应环境。

基于偏相干分析的轮胎六分力信号识别

由于轮胎多边形的磨损与胎面自激振动有很大的关系,故对问题轿车进行了实车车轮六分力试验,以找出其振动规律。因为测得的六分力信号成分非常复杂,所以将其信号中的侧向力信号作了重点分析,利用偏相干分析法,排除该信号中的其他干扰频率成分,并将其自激振动的频率与计算仿真中所得到的频率作了对比,验证了理论模型的正确性。

基于偏相干分析的大型客车振动源识别试验研究

针对某客车在实际运行和怠速工况下振动较大的问题,采用偏相干分析方法进行了理论分析和试验研究。介绍了偏相干分析的基本原理和计算方法,编制了计算程序。在该车辆的发动机前悬置上下侧、发动机后悬置上下侧、变速器悬置左右侧和最后排座椅地板等处设置了6个测点,通过对6个测点数据的偏相干分析,找出了发动机前悬置振动是该客车在怠速工况下地板振动较大的主要振源,为实际降振提供了理论依据。

基于Matlab/Simulink的磁流变阻尼器力学模型的仿真分析

磁流变阻尼器是一种智能型半主动控制的执行装置。分析多种磁流变阻尼器的力学模型含义,针对其中广泛应用的扩充的Bingham模型和修正的Bouc-wen模型,搭建Simulink模型并进行仿真,对比分析了各个力学模型的优缺点。最后,提出了一种少参数的反正切函数力学模型,并通过仿真说明了各个参数的物理含义。仿真试验表明:该力学模型曲线光滑,准确度高,可以应用于磁流变阻尼器的仿真研究。

混合动力总成悬置系统隔振性能分析与优化

针对实际运行中某混合动力客车存在的振动偏大问题,对原悬置系统进行振动加速度测试和隔振性能分析。基于隔振理论,以悬置隔振率和车内振动加速度为评价指标,以悬置软垫刚度和安装角度为变量,采用对称式和非对称式两种悬置系统布置方案对隔振性能最差的发动机端悬置进行优化设计,并采集两种悬置状态下的振动数据与原状态进行比较分析。结果表明,非对称式布置的悬置方案更适合于单侧受拉的混合动力总成悬置系统的布置。

装有横向稳定器的车辆悬架系统Simulink振动分析

以某款轿车的横向稳定器为研究对象,研究其在行驶过程中对车辆侧倾性能的影响。首先建立装有横向稳定器的四自由度的车辆悬架系统数学模型,采用Matlab/Simulink工具箱进行仿真分析。然后以随机路面激励和稳定器刚度系数作为输入量,以汽车悬架的质心速度、侧倾角速度和悬架的变形作为输出量。通过对比仿真曲线,得知装有横向稳定器的悬架系统与无横向稳定器的悬架系统相比,车身侧倾角度减小,操纵稳定性和行驶安全性有一定程度的改善。

汽车驾驶性评价中小波去噪分解层数的确定

在汽车驾驶性评价试验过程中所采集的信号内通常混有诸多噪声信号,一般运用小波变换进行去噪,然而若小波去噪分解层数选择不当,则会影响去噪效果,从而影响驾驶性评价的准确性。针对此问题,提出了一种通过信息熵法融合所采集的汽车驾驶性数据的均方根误差、信噪比以及平滑度等多指标来选择小波分解最佳层数的方法,从而取得较佳的去噪效果。现对所采集的某一换挡工况下汽车振动加速度数据运用上述方法进行去噪,结果表明,基于此多指标融合的小波去噪方法在很好滤除初始信号中噪声的同时,能够有效保留数据中的有用成分,譬如驾驶过程中的冲击及振动等,从而保证了后续汽车驾驶性评价过程中所提取的指标的准确性。

汽车轴系强迫扭转振动模型的建立及分析

扭转振动是汽车传动系设计的强度问题中,必须考虑的常规内容之一。由于计算及分析手段的进步,如今重点工作是探求惯量,阻尼,刚度等原始参数的精确化。而这个问题,又牵涉到轴系物理模型的精确化。参照内燃机轴系模型的建立方法,建立某型汽车传动系扭转振动模型。通过实验检测,证明建模方法和模型本身的正确性。

基于多体动力学的电动助力转向系统仿真与试验研究

通过采集某款自主品牌电动汽车硬点数据,建立EPS动力学模型,并设计电动助力特性参数输入该模型。利用Adams进行转向性能仿真试验,验证模型的准确性,并对比分析有助力、无助力的不同情况下,方向盘输入力矩值及EPS输出力矩的变化关系。最后,利用实车路试和Adams整车仿真,开展转向盘中间位置操纵稳定性试验,试验结果表明,该车辆EPS系统助力设计合理,且在高速行驶工况下具备良好的操纵稳定性能。

无模组动力电池包振动特性研究

为探讨某车用无模组动力电池包的振动特性,建立了不同电芯尺寸和电芯布置的两种电池包有限元模型;基于所构建的电池包有限元模型,在3种极限工况下,对两种电池包进行静力学分析与模态分析;基于分析结果对电池包进行改进设计。研究表明,动力电池包中的电芯尺寸及电芯布置方式对电池包的振动特性具有显著影响;电池包1.0的上盖刚度不足,其最大应力和上盖最大变形量都较大,1阶约束模态固有频率低于平整路面的最大激振频率,易导致动力电池包共振;动力电池包2.0具有较好的静力学特性,且其1阶固有频率高于平整路面的最大激振频率,可避免路面激励导致的电池包共振;上盖改进后动力电池包1.0的静力学特性和振动特性均能满足要求;增加电池包的约束范围可以提高其1阶固有频率。

汽车电动助力转向系统匹配设计及性能分析

无论是传统燃油车还是电动汽车,电动助力转向系统(EPS)都被广泛采纳。EPS具有提高汽车主动安全性、减少燃油消耗率的显著优势,是现代汽车发展的主流趋势。设计理想的电子助力转向系统,既要考虑操纵轻便性和灵敏度,又要考虑汽车良好的"路感"。以某款车型为例,在不更换硬件设备的前提下,通过调整控制器软件设计参数,优化系统助力特性,通过EPS系统台架匹配试验及整车路试进行分析,结果表明:合理的EPS匹配设计,能够满足转向系统轻便性、良好路感以及转向回正性能的设计要求,对转向系统的总体设计具有一定的指导意义。

非平衡车轮振动特性分析及就车检测车轮平衡方法的研究

建立了非平衡车轮振动的简化力学模型，分析了共振状态下的振幅及相差，提出了平衡块质量及其位置的测量与计算方法，为就车进行车轮平衡检测提供了理论依据。