履带车辆主动悬挂多点布置优化

为实现履带车辆主动悬挂减振性能和能耗达到综合最优,基于正交试验方法开展履带车辆主动悬挂多点布置优化设计。首先,建立了履带车辆悬挂系统动力学模型,并通过道路模拟试验验证了该模型的合理性;其次,开展了履带车辆悬挂系统正交试验,分析了4种典型路面下各子悬挂对悬挂系统减振性能影响的敏感性;最后,设计了主动悬挂作动器的6个布置方案,通过建立基于线性二次最优(linear quadratic regulator,简称LQR)控制的履带车辆主动悬挂动力学模型,分析了典型路面下各布置方案对悬挂系统减振性能的影响规律及能耗变化规律。结果表明,通过对履带车辆主动悬挂作动器的布置优化,可以实现悬挂减振性能和能耗之间的平衡。

自适应调节重心林间运输车设计与仿真

为提高运输车在林间的工作效率,研究设计一款能够远程遥控且能根据自身运动姿态自动调节重心的小型林间履带式运输车。通过理论计算完成整车各部分机构的设计,分析整车在可调节重心机构调控下的通过性,确定可调节重心机构的控制策略,并利用Recurdyn软件对整机进行通过性模拟仿真。仿真结果表明,经过调控重心后,整机的通过性得到有效提升,整机上坡的极限角度提高17.9%,横坡的极限角度提高18.3%,极限越障高度提高18.7%,跨壕极限宽度提高13.9%。

直线加速赛车动力系统匹配设计

以直线加速赛车为研究对象,以赛车的动力性能指标最优为目标,结合直线加速大赛要求,对动力系统主要零件——电动机、电池进行参数计算以及选型,同时计算传动系统参数,完成动力系统参数匹配设计。利用ADVISOR软件对整车的动力性及电池性能进行仿真分析,结果表明各项参数匹配均处于合理的范围内,设计满足要求。

水陆两栖车辆水上运动特性实时仿真系统研究

为解决水陆两栖车辆水动力性能参数获取难度大、运动姿态预测慢等问题,设计一种两栖车辆水上运动特性实时仿真系统,实现仿真模型的驱动、运动姿态预测以及数据的监测和输出,通过动态流体-物体相互作用数值计算方法对车体动力学系数进行修正,提升了实时仿真系统的精度。在此基础上研制试验样车,对不同工况下实时仿真系统的准确性进行验证。试验结果表明:所构建的两栖车辆水上运动特性实时仿真系统兼具计算精度和计算效率,可以快速准确地预测车辆的运动姿态,适用于多种复杂工况,具有姿态预测的泛用性。新系统在两栖车辆研制阶段、驾驶员培训、半实物仿真演练、复杂环境模拟等方面具有较强的应用价值和应用前景。

液罐车防波板对液体纵向晃动及车辆动力学的影响

为研究液罐车防波板对液体纵向晃动及车辆动力学的影响,进行液罐车的液体纵向晃动受力预测及动力学分析。首先基于计算流体力学(CFD)软件FLUENT对罐体施加纵向加速度激励,获得不同充液率下有无防波板的液体纵向晃动力和晃动力矩。利用仿真数据,训练得到有无防波板的罐内液体纵向晃动Elman神经网络预测模型,以此建立一个简化的双轴液罐车整车纵向动力学模型。通过模型直线制动工况的仿真,考察防波板不同布置方式下制动距离的响应。结果表明:Elman神经网络预测模型可以有效地预测有无防波板的罐体受力;罐体内设置防波板可以减小车辆制动距离,且防波板两头小(等间距)中间大的布置方式的制动距离较小,有利于液罐车的纵向制动稳定性。

融合前馈及状态反馈的智能汽车模型预测控制

针对具有动力学约束的智能汽车路径精确跟踪问题,提出了一种融合前馈及状态反馈的模型预测控制(model predictive control,MPC)方法.首先,根据车辆二自由度模型建立MPC路径跟踪基础模型,然后考虑基础模型中道路曲率变化对系统产生的已建模稳态扰动,设计前馈控制器(feed-forward control,FFC)进行消除;并进一步采用比例积分微分(proportional integral derivative,PID)控制器进行系统误差状态反馈调节;最终形成融合前馈及状态反馈转角输入的模型预测最优调节控制律(MPC-FF-PID).最后基于MATLAB/Simulink和Carsim平台证实所提算法的有效性,并基于智能驾驶实车平台在园区低速场景下进行实车测试,最大横向和航向误差分别为0.128 7 m和0.063 9 rad,表明本文算法具备更高的跟踪精度及安全性.

汽车起重机液压缸绳排计算方法研究

文中对某25t汽车起重机液压缸绳排机构受力计算提供3种计算方法。根据液压缸绳排机构(臂节间伸缩液压缸和绳排滑轮)连接方式推导出受力计算公式,建立臂架系统的有限元模型。将滑轮简化为2根绕中心转动的梁,滑轮间的绳排作用采用节点耦合方式,考虑变形同时准确计算臂节之间的受力。建立多体系统动力学仿真模型,对比了动力学分析、解析计算、有限元分析3种方法,分析结果一致。并对刚性和考虑几何非线性变形的液压缸、绳排受力进行了差异性分析,并对比了单缸插销与液压缸绳排方式的伸缩臂架的轴向力差异,为伸缩臂绳排起重机的设计计算提供了参考。

面向多车协同作业编组的装备健康管理系统设计

针对多车协同作业环境下,车辆装备精准编配与保障问题,建立车辆编组健康管理体系,构建多类型车辆健康管理模型,通过采集编组内各车辆的实时健康状态数据,并结合历史健康状态数据综合评价编组健康状态,为车队协同作业提供最优搭配建议,自动生成维修保障方案,进而实现粗放式保障向精准保障转变。

中压补气对R404A冷冻系统性能特性研究

针对纯电动冷藏车冷冻系统在低温工况下出现的排气温度过高、制冷效能较低等问题,研发并搭建了一套采用变频换热风机的微通道换热器新型冷冻系统,研究车厢外环境温度持续增长时,中压补气技术对冷冻系统性能的影响。结果表明:当压缩机转速为4200r/min,库外温度为32℃,库内温度为-15℃,车内换热器风量为80%时,通过试验数据对比分析发现主阀的过热度和补阀的开度分别为5K和25%时冷冻系统制冷性能最佳;当冷冻系统主补阀开度为最佳时,变化库外环境温度发现,与不补气系统对比,系统采用中压补气时,排气温度降低了12.53%~33.80%,制冷量提高了8.38%~16.73%,压缩机功率增加了5.71%~13.07%,COP值上升了2.94%~4.17%。

基于持续强化学习的自动驾驶赛车决策算法研究

赛道形状与路面材质变化对自动驾驶赛车的行为决策带来了严峻挑战。为应对道路间的动力学差异,本文提出一种基于持续强化学习(CRL)的高速赛车决策算法。该算法将不同道路看作独立任务。算法的第1训练阶段负责提取描述不同任务上赛车动力学的低维特征,从而计算出任务间的相似性关系。算法的第2训练阶段负责为策略学习过程提供2个持续强化学习约束:其一是权重正则化约束,策略网络中对于旧任务重要的权重将在新任务学习期间被限制更新,其限制力度由任务相似性自适应调节;其二是奖励函数约束,鼓励在新任务学习期间策略的旧任务性能不下降。设计不同任务排序下的赛车实验和持续强化学习评价指标以评估算法性能。实验结果表明,所提算法能在既不存储旧任务数据也不扩展策略网络的条件下获得比基准方法更出色的驾驶性能。

喷水推进两栖车辆水面航行特性试验与数值计算研究

兼具陆上机动、水面航行及水陆交界地带作业能力的特种水陆两栖车辆,是未来多域协同系统中重要组成部分。以喷水推进两栖车辆为研究对象,基于船模拖曳水池试验,获得了弱约束条件下喷水推进两栖车辆的航行特性,建立了喷水推进器与两栖车辆一体化操控的数值计算方法,对喷水推进两栖车辆水动力性能展开研究并充分验证了数值计算方法的准确性,对比分析了两栖车辆设计航速下拖曳与约束自航条件下的航行特性。相比于常规的“船-泵”一体化研究,从两栖车的角度丰富了喷水推进器和水面航行体相互影响的研究。结果表明,约束自航条件下车体阻力相比无喷水推进条件下阻力增加17.6%,喷水推进器运行导致的车辆姿态变化是造成增阻的主要因素。约束自航条件与拖曳条件相比,虚长度延伸长度从-0.864 X/L(X为距车辆重心长度,L为两栖车总长)增加至-1.513 X/L。与此同时,鸡尾流波高高度与发散波面积显著增加,从0.037 H/L(H为波面高度)增加至0.061 H/L,增加了尾流场附近能量损失。

针对FSAC赛场环境的全局锥桶建图算法研究

针对中国大学生无人驾驶方程式(FSAC)赛车在高速循迹的“U型弯道”工况中,由于识别的锥桶有限,导致路径规划失效的问题,提出了一种基于激光雷达以及组合惯导系统的锥桶地图构建算法。该算法从当前帧激光点云中提取出锥桶中心点云,通过乘以雷达到组合惯导的标定矩阵和组合惯导实时解算的车辆在地图坐标系中的位姿矩阵,将激光坐标系下的锥桶点云投影到地图坐标系下,完成锥桶地图的构建与更新。将算法进行实车验证,3次实验结果表明:该算法的平均召回率为98.7%,平均精准度为98.1%,构建好的地图能够供给规划算法,拟合出赛道的全局最优路径进行加速跟踪,提高了赛车的感知预判能力和路径规划效率。

矿用卡车发动机飞轮壳断裂故障分析与优化

针对矿用卡车发动机飞轮壳出现的断裂故障,对矿用卡车的实际运行工况进行振动测试,获取飞轮壳振动加速度数据,并以此为边界对飞轮壳进行高周疲劳分析,找出飞轮壳薄弱位置,并对飞轮壳进行结构优化。结果表明:发生疲劳断裂故障的原因是矿用卡车的工作路况较差,振动加速度过大;与原方案相比,优化方案的可靠性显著提高,并通过了市场验证,证实了改进方案的有效性。

基于FMEA的飞机加油车泵油系统失效模式及后果研究

飞机加油车泵油系统是飞机加油车的核心系统,为了降低飞机加油车泵油系统的故障率,提升飞机加油车可靠性和稳定性,使用FMEA分析方法对飞机加油车泵油系统进行分析。得出泵油系统的主要故障模式,离心泵机械密封及其他密封结构故障风险最大,现有的工程技术措施、管理技术措施虽然降低了优先值(RPN),但依然属于Ⅲ级故障模式,故障风险依然较大,与历史经验数据吻合。根据分析结果提出了合理改进的建议,建议应尽可能降低离心泵及其他设备密封结构故障率,建立预防性维修和关键设备管理机制,把密封结构作为关键设备管控,建立密封结构,尤其是橡胶密封圈等易老化部件定期更换制度,才能提高设备的可靠性,从而提高飞机加油车保障效能。

专用汽车电控系统集成优化方案探析

本文针对专用汽车电控系统集成优化问题展开研究。传统的电控系统集成方案存在模块化程度低、冗余严重以及实时性差等不足。文章提出了一种基于域控制器的新型集成架构,采用面向服务的设计理念,构建标准化接口,实现软硬件解耦,极大地提高了系统模块化水平。在此基础上,运用实时操作系统与多核异构计算平台,并引入安全隔离机制,全面提升系统实时性与可靠性,为专用汽车电控系统发展提供新思路。

四轮驱动巴哈赛车悬架系统优化设计与分析

为了提高巴哈赛车的操纵稳定性,文章对四轮驱动巴哈赛车的悬架系统进行优化设计与分析。首先根据巴哈赛车整车设计参数选定了前后悬架的类型,计算了悬架的主要参数,确定了悬架硬点的空间位置。在此基础上,采用ADAMS/Car建立了前后悬架的运动学仿真模型,分析了车辆定位参数的变动规律以及对操控稳定性的影响。根据仿真结果利用ADAMS/Insight模块对悬架硬点进行优化,得到了符合设计要求的悬架参数。结果表明,该方法能够有效实现巴哈赛车悬架系统的优化设计,并为提升赛车的操控稳定性提供一定的思路和方法。

专用车辆自动化技术的开发与应用研究——矿山采矿作业自动化装载车辆为例

专用车辆如工程抢险车、消防车、矿山车、清障车等在执行专业任务时面临复杂多变的环境,对车辆技术要求极高,而自动化技术可以提升专用车辆的环境感知与自主运动能力,实现救援效率和作业质量的大幅提升。专用车辆自动化不仅可以实现操控的精确化,还可以基于各种传感器对周边信息进行汇聚处理,做出最优决策方案。以矿山采矿作业自动化装载车辆为例,系统分析了专用车辆自动化技术的发展现状,并针对矿山复杂多变的作业环境,提出了一系列技术应用优化策略,为提高矿山作业的自动化、智能化水平提供了有力支撑。

探析环卫专用车辆的维护与保养

环卫专用车辆是环卫作业工作中不可缺少的设备,在城市环境中起着至关重要的作用,保障着城市的清洁和卫生。由于操作环境复杂、工作强度大等原因,环卫专用车辆在日常工作中会出现一些故障和问题,影响其正常运行寿命。文章主要介绍环卫专用车辆容易出现的故障问题,并针对问题提出了常见的诊断方法及维护保养措施,希望对相关工作人员有所帮助。

应急救援水处理车的结构设计及应用

文中简要概述了我国应急救援水处理车的结构设计及其应用。强调了我国应急救援水处理车在面对自然灾害和突发水污染事件等紧急情况下的重要性,介绍了我国应急救援水处理车的结构设计,特别是针对我国地域广阔、灾害频发的特点,强调了我国应急救援水处理车在设计上的灵活性和适应性。简要阐述了我国应急救援水处理车的应用场景,涵盖了自然灾害救援、突发水污染事件处理以及长期水资源短缺等方面。通过对我国应急救援水处理车的结构设计和应用的综合介绍,展示了其在我国应对紧急情况、保障水资源安全和促进社会稳定方面的重要作用,为我国灾害应对和水资源管理提供了重要参考。

浅谈大功率中压电源车及其结构布局

简要介绍了1000kW 10kV移动电源车系统的组成、性能参数、工作原理和主要特点。