高机动越野平台非线性悬挂特性控制方法

为了提升装备机动能力,基于摆动缸式油气悬挂装置,建立高压气动原理和背压可控的阻尼阀结构,实现刚度和阻尼特性的实时调节。基于单轮悬挂模型开展不同刚度控制方法的振动响应对比分析以及阻尼特性频域不动点推导,提出一种刚度有级调节控制策略和一种频域混合阻尼控制方法,通过单轮悬挂动力学模型验证所提控制方法的有效性,并构建高机动履带车辆动力学模型进行整车仿真分析。在康庄、羊八井、坨里实测路面环境下,采用刚度阻尼联合控制方法的悬挂装置相较于传统被动悬挂的越野速度提升了25%以上,验证了新提出特性控制方法对振动响应抑制的优越性,能够为悬挂装置实现弹性与阻尼双特性自适应调节提供支撑。

坦克装甲车辆电力系统源网荷储协同优化与安全控制:架构设计及前沿思考

为保障坦克装甲车辆电力系统在复杂环境中的安全可靠、优质高效运行,发展以主动弹性、协调优化、灵活互动为主要特征的车载电力系统是未来一代全电战车的重要发展方向。聚焦于以全电化为特征的坦克装甲车辆电力系统源网荷储协同优化与安全控制研究。从内在要求和外在驱动2方面阐述发展坦克装甲车辆电力系统的必要性和挑战;从架构设计的角度介绍车辆电力系统源网荷储协同优化与安全控制的核心内容及关键技术,包括极端环境下的主动弹性安全控制技术、正常环境下的多时间尺度优化调度技术以及大扰动源场景下的灵活动态调控技术。继而结合弹性电力系统的内涵,探讨基于弹性优化控制的坦克装甲车辆电力系统在面对极端或突发事件时的性能特点。为未来我国坦克装甲车辆电力系统的发展提供参考。

浮动式配流盘柱塞泵马达系统动力学建模及特性研究

浮动式配流盘设计从根本上解决了轴向柱塞泵/马达高转速下缸体倾覆的难题,契合了其高速化的发展趋势,在近年来得到重视。然而,针对浮动式配流盘柱塞泵马达系统所特有的结构,仍然缺乏系统级的动力学建模及动态特性研究,限制了浮动式配流盘柱塞泵马达产品的设计。本文针对浮动式配流盘柱塞泵马达系统,建立了考虑其详细结构特征的完全参数化描述的系统动力学模型,着重研究了其高压油路以及辅助液压腔油液压力的动态变化规律,并通过台架试验验证了模型的正确性。研究结果表明,高压油路表现出“瞬降缓升”的“锯齿形”压力脉动特征,且脉动剧烈。在泵转速1 000 r/min,高压油路平均压力20、40 MPa两个压力等级下,脉动幅值分别高达±1.5和±3 MPa。辅助液压腔油液压力呈现“快速跟随、缓慢下降”的动态变化规律,即辅助液压腔一旦与高速旋转的柱塞腔接通,其油液压力几乎立即无衰减、无滞后地跟随柱塞腔压力变化。而当与柱塞腔脱离之后,其还能很好地维持住腔内压力。

某纯电驱动重载车辆能耗预测模型

高精度能耗预测模型是准确预测车辆续驶里程的重要前提。针对载荷大幅度变化且非结构化道路运行的纯电驱动重载车辆,建立其组合能耗模型,该模型由能耗计算基本模型与长短时记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络差值修正两部分组成。基于能量流动过程驱动电机和变速器效率建模,结合汽车行驶动力学建立能耗计算基本模型;采用LSTM神经网络来修正基本模型能耗预测结果与车辆典型工况功率测试值的差值,有效提高了大幅变载荷且低信噪比坡度环境下的车辆能耗预测精度,因此组合能耗模型具有参数简单和模型拟合不需解释能耗规律的优点。经试验测试分析,与VT-Micro能耗模型和径向基(Radial Basis Function,RBF)神经网络能耗模型相比,所提组合能耗模型的功率预测平均误差率分别降低了17.76%和3.35%,能够实现纯电驱动重载车辆复杂工况下能耗的准确实时预测。

高温环境下弹簧功能-传感共形位移测量装置及方法

机械装备的位移测量是状态检测和运动控制的关键,基于激光、电涡流、电感和电阻等原理的常规位移测量方法无法应对高端装备紧凑测试空间和高温、油污等恶劣环境条件下的位移测量挑战。基于材料力学与弹簧结构,构建一种新的弹簧功能-传感共形的位移测量模型,对弹簧整体受力及位移进行分析,确定位移-应变映射关系;基于有限元方法建立弹簧的应变-位移模型,分析弹簧位移测量的敏感点、不同组桥形式、位移激励频率等因素影响;通过搭建电液伺服高频冲击试验台,在扫频和加热工况下进行弹簧位移测量装置及方法的有效性和动态性能测试。试验结果表明:加载频率在100 Hz及以下时测试精度可达0.06 mm,高温适应性不低于275℃;经车用干片式制动器高温制动试验应用验证,在工作温度160℃以上仍能实时稳定获取机构的动态位移信号,为高温制动器状态检测及其故障诊断提供了嵌入式测试技术支撑;该共形位移测量方法在高温条件下具有良好的线性度和精度,为紧凑空间及高温等恶劣环境下位移测量提供了一种有效方法,尤其是在具有弹簧等弹性元件的情况下能够实现对原系统无影响的嵌入式测试。

考虑姿态稳定性的智能客车轨迹跟踪控制研究

针对智能客车行驶中遇到突发情况时驾驶员应急激烈操作以及车辆传感器识别误差导致车辆路径规划不合理引起的车辆侧翻,提出一种基于车身姿态稳定性的轨迹跟踪控制策略.根据现有主动防侧倾研究基础推导智能客车目标侧倾角算法,以横向载荷转移率为侧翻指标,采用卡尔曼滤波算法进行车辆参数估计,实现横向载荷转移率预测.根据智能客车横向载荷转移率预测值设计基于差动制动的纵向控制策略、考虑车身侧倾和俯仰运动的垂向控制策略以及轨迹跟踪横向控制策略,最后通过仿真验证上述策略控制效果.结果表明,基于车身姿态稳定性的轨迹跟踪控制策略在车辆行驶遇到突发情况驾驶员激烈操作时能够保证车辆行驶稳定,在智能客车轨迹跟踪过程中能降低车辆侧翻风险.

柱塞泵马达高压油路压力脉动耦合特性

柱塞泵马达系统高压油路存在固有的压力脉动现象,其激发振动和噪音,恶化动力传递的平稳性,严重影响系统的可靠性和寿命。以往的研究主要聚焦于高压柱塞泵的压力脉动,而对柱塞泵马达系统高压油路的压力脉动耦合特性缺少研究。针对以上问题,通过揭示柱塞泵马达系统高压油路压力脉动的耦合机理及耦合特征,提出柱塞泵马达系统高压油路压力脉动解耦新方法。利用解耦新方法研究发现,泵源激励是贡献柱塞泵马达系统高压油路压力脉动的主要根源。对于所研究的联体设计的泵马达,在泵满排量状态下,泵源激励对高压脉动的平均贡献占比高达72%,而马达贡献占比仅为28%。新方法及所得到的新结论加深了对柱塞泵马达系统高压油路压力脉动耦合特性的认识,为进一步抑制和利用柱塞泵马达系统高压油路的压力脉动现象提供了理论支撑。