引入悬架K&C参数二自由度模型的建立及验证

横摆角速度是影响操纵稳定性的重要因素。在汽车行驶过程中,给其施加角阶跃输入,分析横摆角速度响应是评价汽车操纵稳定性的重要方法。文章简化汽车模型,利用牛顿第二定律建立经典二自由度线性模型及引入K&C参数的数学模型。输入整车参数、K&C试验参数,将两模型MATLAB横摆角速度响应结果与Carsim仿真结果进行对比,验证模型的可靠性,可利用二自由度模型快速获取车辆操纵稳定性的大致情况。

汽车悬架系统二自由度模型的振动特性研究

基于Matlab/Simulink建立了汽车前悬架系统的二自由度振动模型,分析了系统在缓冲块作用下的瞬态响应,并进行了悬架参刚度、阻尼和轮胎刚度等参数对车身动态响应的灵敏度,通过Adams模型动态仿真分析验证了Simulink模型的正确性.仿真分析为后续系统地研究悬架系统奠定了基础.

基于Simulink振动压路机二自由度模型动力学分析

为验证目前广泛应用的"振动压路机-沥青路面"系统二自由度动力学模型的可靠性,基于振动压路机的工作原理,以该模型为基础,进行数学建模求解,得到沥青混合料路面呈现线性粘弹性时振动压路机振动加速度、速度、位移的响应值表达式,以及振动压路机系统的固有频率表达式。运用MATLAB/SIMULINK仿真分析,通过分析各参数影响图形变化趋势,对比实际情况中各参数的影响,得出该理论研究与实际情况符合的结论。

基于二自由度模型驱动PID的CFB锅炉床温控制

针对复杂多变、强耦合、大延迟、大惯性的循环流化床CFB(circulating fluidized bed)锅炉床温控制系统,采用结构简单、控制参数易于整定、抗干扰能力良好的二自由度模型驱动TDFMD PID控制代替常规PID来满足床温控制要求。通过仿真试验,将TDFMD PID控制与常规PID控制的控制性能进行对比,结果验证了该控制策略的可行性和优越性。

基于地面坐标系的二自由度模型汽车转向特性分析

以建立在地面静坐标系下的汽车二自由度模型为基础,以绝对运动的侧向位移y和横摆角度θ为分析变量来标征汽车侧向和横摆运动,分析了汽车转向的稳态和瞬态两种情况,给出了稳态线性情况下的不足转向梯度η,最后通过拉氏变换给出了y和θ的解析式,并结合实例进行了计算分析。

二自由度车辆动力学模型的扩展研究

为描述极限工况下车辆动力学性能,该文在线性二自由度模型研究基础上,根据纵向车速、等效侧偏刚度的变化规律,对线性二自由度模型进行扩展,通过仿真总结扩展二自由度模型在对操纵稳定性分析中的作用。实车试验数据验证表明,两种模型可结合以提高对车辆状态的跟踪。

四轮车辆二自由度转向模型研究

针对车辆操纵稳定性研究中常用的两轮二自由度模型存在的问题,提出了四轮二自由度模型,应用Matlab/Simulink对四轮模型与两轮模型进行了对比分析。仿真计算表明,四轮模型在不同转向角、不同车速以及轮胎线性和非线性条件下均能很好地描述车辆的操纵稳定性。

热连轧机工作机座的二自由度垂直振动模型研究

提出一种四辊轧机工作机座垂直振动的二自由度集中质量模型,使用Matlab软件计算了动力学模型的等效质量和等效刚度参数以及系统的无阻尼振动固有频率。通过轧制过程现场振动测试信号的分析,验证了所建模型的正确性。

基于二自由度动力学模型的汽车AFS研究

针对汽车AFS转角特性和启动条件存在的问题,通过建立二自由度汽车动力学模型,推导出基于整车参数、车速和车轮转角的汽车转弯半径。结合汽车安全视距,建立汽车转向时的AFS数学模型,得到汽车前照灯调整角度计算公式。根据车灯等照度包络曲线推导出汽车AFS启动条件,得到AFS启动条件的控制模型,并验证了AFS启动条件设定的合理性。采用模糊PID控制策略,通过Matlab/Simulink对转角特性和启动条件进行了建模仿真分析。仿真结果表明,优化后的转角特性和AFS启动模型能准确地确定AFS开启的时刻,避免了AFS提前或滞后开启的问题,提高了汽车夜间行驶的安全性。

锅炉主蒸汽温度的模型驱动二自由度PID控制

针对火电厂主蒸汽温度控制系统的大迟延特性,传统的控制方法难以获得期望的控制要求,本文在分析模型驱动二自由度PID(MD-TDOF-PID)控制系统的结构和参数设计的基础上,将其应用于锅炉主蒸汽温度的控制系统,其中采用PD反馈改善主蒸汽温度对象大迟延特性,基于内模控制(IMC)原理设计主控制器。通过与传统PID控制、内模控制的仿真比较表明,MD-TDOF-PID具有快速的设定值跟踪能力和很强的鲁棒性,可以有效地提高系统的控制性能。

基于二自由度预测模型的软扭矩控制方式

针对软扭矩控制方法在控制钻杆钻井过程中难以预测角位移和角速度的情况,提出一种基于二自由度预测模型的软扭矩控制方式。该方法采用扭摆模型来分析非线性振动规律,建立钻杆钻进方程,利用钻杆在不同位置转动惯量的不同,将三自由度钻柱模型简化为二自由度钻柱模型,并将两种模型在模拟数据中进行比较。实验表明,该软扭矩控制方法方式可以简化并替代复杂的非线性运动方程,具有更高精度的控制结果,从而实现更高的性能。

基于CMAC-PID控制的二自由度汽车模型研究

本文通过将CMAC网络与PID控制算法并行应用在汽车二自由度的模型的传递函数上,得到了基于CMAC的PID控制算法具有比单独的PID控制效果好的性能,且具有响应速度快,实时性好,鲁棒性强等特点。

线性二自由度车辆模型横摆角速度和转弯半径的计算方法改进

基于二自由度车辆模型对车辆的稳态转向特性进行分析和研究,对多数文献中给出的稳态转向特性下横摆角速度以及转弯半径的计算公式进行了修正,在修正的过程中提出了动态稳定因数的概念,使修正后的横摆角速度和转弯半径与实际驾驶过程中的横摆角速度和转弯半径更一致。另外,通过对修正后的横摆角速度和转弯半径进行仿真实验,说明动态稳定因数的提出虽然对横摆角速度的影响较小,但是改善了转弯半径。

爆胎车辆稳定性控制的模糊PID控制研究

为了使汽车在爆胎后能继续维持爆胎前的行驶状态,对其稳定性控制做了一些研究工作。首先,建立轮胎模型,汽车二自由度理想模型、七自由度实际模型。其次,将FPID运用在爆胎汽车的稳定性控制上,以两模型的横摆角速度偏差(E)及偏差变化率(EC)作为FPID控制器的输入,决策出用以维持爆胎汽车的稳定性的最优附加横摆力矩。最后对所提的FPID控制进行仿真验证。结果表明:FPID控制可以降低爆胎汽车横摆角速度的变化幅度,保证了高速行驶中爆胎车辆的稳定性。

车辆稳定性滑模控制器设计

汽车的质心侧偏角和横摆角速度对车辆操纵稳定性控制起着至关重要的作用,通常两者都作为控制系统的状态变量。为提高车辆的转向系统操纵性和行驶稳定性,通过简化车辆模型,分析理想二自由度汽车受力状况,将车辆线性二自由度模型作为理想控制目标,计算理想横摆角速度和理想质心侧偏角,同时在滑模控制的理论基础上,设计基于质心侧偏角和横摆角速度反馈的自适应趋近率滑模控制器。最后使用Carsim搭建整车模型和提供仿真工况,通过与Simulink中的自适应趋近率滑模控制器进行联合仿真,验证所设计的控制器使双移线工况中的车辆横摆角速度响应和质心侧偏角响应在峰值处分别优化了5.5%左右和20.0%以上,能有效改善汽车质心侧偏角和横摆角速度对理想值的跟踪效果,提高汽车的操纵稳定性。

汽车行驶平顺性仿真模型分析

本文提出一种操作便捷的新型振动仿真模型并利用该模型对实际车辆进行行驶平顺性分析。文章在建立1/4汽车二自由度模型的基础上,以桑塔纳2000Gsi型麦弗逊前悬架为例,通过计算得出悬架刚度、减震器阻尼系数,与白噪声经积分法产生的路面激励一同作为悬架振动系统仿真模型的基本参数输入其中。通过分别独立改变路面激励、行驶车速,利用仿真模型输出的图像与数据,对车辆行驶平顺性进行对比研究。结果证明了所建模型的可行性和有效性;并且在进行悬架振动特性分析过程中,利用该仿真模型能方便快捷地对相应参数进行独立调整,即可获得直观的振动特性图像与数据,为进一步精确控制与分析研究奠定基础。

基于粒子群算法的悬架PID控制器参数整定研究

工程实际中确定PID控制器参数主要通过理论计算或试凑法,适用场景单一且具有局限性,整定耗时长、控制效果不理想。为此提出使用粒子群算法来优化PID控制器参数,基于粒子间的数据传递特性,判断自身最佳位置和速度与群体最佳位置和速度之间的联系,从而找到更接近全局最优的PID参数配置。基于MATLAB/Simulink搭建二自由度悬架模型,设计PID控制器,仿真比较改进前后的悬架性能指标。结果表明,优化后悬架系统的动力学响应特性均优于工程整定法确定的PID控制系统,车身垂向加速度降低了24.3%,提高了悬架的舒适性。

卫星力控振动试验的模型简化原理分析

航天器振动环境试验的首要目标,是为了发现航天器在结构动力学设计方面存在的问题,防止在发射过程中由于严酷的振动环境导致发射任务失败。在常规航天器的振动测试中,振动台台面的加速度输入是按照加速度规范进行控制的,将飞行环境中实际测量得到的加速度峰值的进行包络,这种测试方法会在卫星或飞船的固有频率处产生较大的过试验现象。为此,NASA从1993年以来,推行"力限振动试验(force limited vibrationtesting)"技术,即采用振动台加速度和界面力进行"双控",以降低过试验的危害。但是,由于真实飞行时的星箭界面力无法通过实际测量得到,因此,通过对星箭界面的计算模型、实验获得的模态参数、以及从实测界面加速度等条件下获得界面力数据的研究成为FLVT技术研究的核心内容。本文通过星箭耦合系统的动力学模型,利用子结构模态综合法推导出界面动力学响应以及界面力与界面加速度的关系式。然后根据子结构各阶主模态在特定频率区间内的特性,对动力学模型进行简化,并对NASA文献中的"复杂二自由度模型"进行了理论证明和误差分析。

LQR控制策略在旋转机架模型中的应用

以加拿大Quanser公司生产的2自由度起重机机架模型———旋转机架系统为研究对象,首先基于拉格朗日方程建立了系统的数学模型,然后对模型进行了线性化处理得到了其状态空间表达式,在此基础之上设计出了线性二次型最优控制器(LQR)。借助Matlab/Simulink和Wincon控制平台,进行了仿真与实时控制实验。结果表明,LQR控制策略具有良好的效果。

基于神经网络非线性模型的线控转向系统控制

进行汽车线控转向系统动力学分析及控制算法研究,需考虑动力学模型的非线性。首先建立基于魔术公式轮胎模型的非线性二自由度整车模型,然后基于神经网络方法训练逼近映射汽车模型输入与输出的关系,最后采用模糊控制方法由车速、转向盘转角等得到转向传动比控制算法。结果表明,基于神经网络的非线性整车模型与样本数据较好吻合,满足研究需要。转向传动比模糊控制算法考虑了转向轻便性和稳定性,提高了汽车操纵稳定性。