考虑多失效形式的电子制动助力器主密封圈多目标优化设计

针对电子制动助力器制动主缸主密封圈容易发生泄漏、啃噬和磨损等失效问题,进行主密封圈参数的多目标优化设计。通过台架试验分析密封圈主要失效形式,并结合用户制动工况数据进行典型工况下的仿真分析,从而确定优化目标。以主密封圈左下处角度、顶点距离、橡胶硬度和摩擦因数为变量进行正交试验设计,并利用Abaqus软件建立力学模型,得到挤入量、最大接触应力和磨损量的拟合方程。最后以密封性、抵抗啃噬和磨损为优化目标,采用多目标遗传算法,结合用户制动工况数据对密封圈材料参数、摩擦因数以及关键尺寸等进行了优化设计。仿真计算表明:优化设计后主密封圈在保证密封性的前提下,抵抗啃噬和磨损性能得到了一定改善。

基于混合Transformer模型的三维视线估计

针对当前在无约束环境中,进行视线估计任务时准确度不高的问题,提出了一种基于混合Transformer模型的视线估计方法.首先,对MobileNet V3网络进行改进,增加了坐标注意力机制,提高MobileNet V3网络特征提取的有效性;再利用改进的MobileNet V3网络从人脸图像中提取视线估计特征;其次,对Transformer模型的前向反馈神经网络层进行改进,加入一个卷积核大小为3×3的深度卷积层,来提高全局特征整合能力;最后,将提取到的特征输入到改进后的Transformer模型进行整合处理,输出三维视线估计方向.在MPIIFaceGaze数据集上进行评估,该方法的视线估计角度平均误差为3.56°,表明该模型能够较为准确地进行三维视线估计.

基于图卷积与规则匹配的单兵动作识别

针对基于骨架数据的动作识别方法存在语义理解方面不足,以及骨架数据获取不全导致识别准确率较低的问题,本文提出了一种基于融合语义分析的图卷积与规则匹配的单兵动作识别方法。首先,使用OpenPose姿态估计模型对士兵作战视频进行骨骼关键点提取;然后,根据有效骨骼关键点提取情况,动态选择基于目标检测模型(You Only Look Once,YOLO)的单兵动作识别方法或基于图卷积的动作识别方法;最后,针对图卷积网络置信度不高的判别结果引入规则匹配算法进一步完成单兵动作识别判定。实验结果表明,与时空图卷积网络(Spatial Temporal Graph Convolutional Networks,ST-GCN)算法和双流自适应图卷积网络(Two-Stream Adaptive Graph Convolutional Networks,2s-AGCN)算法相比,该方法在单兵动作识别任务中准确率分别提高了约38%与11%。

基于遗传算法的主动油气悬架分层控制

根据主动油气悬架系统执行机构的动态特性,采用分层控制策略设计了有限带宽主动油气悬架系统上、下层控制器.基于遗传算法(GA)对模糊PID上层控制器的参数进行了优化设计,通过在线评价车辆动力学指标,决定是否启动GA在初期最优可行域附近优化当前上层控制器参数,以保证车辆在行驶路况或自身参数变化等情况下仍获得较好的控制效果.将搭建的主动油气悬架系统控制模块施加于整车多体系统动力学模型进行联合仿真计算,结果表明,所设计的主动油气悬架系统可显著改善车辆行驶平顺性,并且具有较强的鲁棒性和自适应能力.

基于混合仿真技术的车辆横向稳定性控制系统

介绍了利用先进计算机技术和仿真软件 ,进行车辆横向稳定性控制器设计以及系统混合仿真的过程。首先建立了 8自由度车辆动力学系统模型 ,然后利用前馈补偿和模糊控制策略 ,设计了车辆横向稳定性控制器。最后对车辆横向稳定性控制系统进行了实时混合仿真研究。仿真结果表明所设计的车辆横向稳定性控制器控制有效 ,实时性好 ,而且在道路条件和行驶条件改变时具有较强的适应性和鲁棒性。

基于PDJI-MOPSO算法的多连杆悬架硬点优化

基于刚体运动学理论建立了多连杆悬架的数学模型,并通过运用多体系统动力学理论建立的仿真模型对其进行了验证。采用扰动法对影响悬架K&C特性较大的关键硬点进行了多因素灵敏度分析。结合加入比例分布及跳数操作的多目标粒子群优化(PDJI-MOPSO)算法对硬点进行多目标优化,获得硬点的Pareto最优解集。结果表明,优化后的多连杆悬架在车轮跳动过程中,车轮前束角、外倾角和轮距变化范围更小,有利于减小轮胎磨损,提高汽车操纵稳定性。

基于材料替换的轿车副车架设计方法

本文中基于原有副车架结构,通过材料替换和结构改进,并充分考虑镁合金的加工工艺,改进设计出新型镁合金副车架。首先,对原有结构进行镁合金材料替换,进行了正常载荷、疲劳载荷和过载工况下的强度分析,计算得到副车架各阶频率与振型;接着结合副车架动刚度特性,对镁合金副车架结构进行了改进设计,在确保满足使用要求的前提下,副车架质量减轻50%。本文中采用的综合强度、模态与动刚度分析的设计方法,可为汽车其它承载结构件的设计提供参考。

一种改进的多目标粒子群优化算法及其应用

为提高多目标粒子群优化(MOPSO)算法处理多目标优化问题的性能,降低计算复杂度,改善算法的收敛性,提出了一种改进的多目标粒子群优化算法。通过运用比例分布及跳数改进机制策略的方法,使该算法不仅继承了MOPSO算法的优点,而且具有很强的局部搜索能力和较好的鲁棒性能,使非劣解集均匀分布,尽可能逼近真实的非劣前沿。通过对多连杆悬架空间结构硬点的多目标优化,进一步验证了该算法的实用性及其优越性。

车辆防抱制动系统与主动悬架联合控制

提出了车辆防抱制动系统与主动悬架联合控制的策略 :当车辆制动时 ,主动悬架控制系统不再以乘坐舒适性为主要控制目标 ,而是作为调节轮胎法向反力变化的工具 ,使得轮胎法向反力在车轮滑移率达到最优时也达到最大值 ,从而获得最大地面制动力。结合 7自由度非线性车辆模型 ,考虑轮胎动态特性的影响 ,利用基于滑模变结构控制理论联合控制策略进行了车辆制动模拟试验。试验结果表明 ,车辆采用防抱制动系统与主动悬架联合控制 ,在保证车辆制动稳定性的同时充分利用路面提供的最大附着系数 ,获取最大地面制动力 。

某轿车悬架系统的载荷仿真分析

基于多体动力学理论建立了某型轿车后悬架的刚柔耦合动力学模型,将采集的某试车场比利时路面不平度信号作为路面激励输入,对悬架系统进行了动态仿真,并用已有道路试验数据,包括后桥垂向加速度和悬架动行程验证了模型的正确性。最后,基于经验证的悬架动力学模型,对关键部件的受力状况进行了全面仿真,确定了悬架系统各部件承受的主要载荷形式,可为悬架系统载荷谱采集测点的选取提供参考。

控制臂改进型麦弗逊悬架运动学性能研究

利用多体动力学理论,在虚拟样机仿真软件ADAMS/Car中建立了传统型麦弗逊悬架及控制臂改进型麦弗逊悬架模型。通过运动学仿真计算可知,在车轮上、下跳动过程中,改进型麦弗逊悬架使车轮外倾角、车轮前束、主销内倾角、车轮转角、抬头量和点头量的变化范围更小,主销后倾角变化范围稍大,更有利于操纵稳定;与传统型麦弗逊悬架相比,控制臂改进型麦弗逊悬架运动学性能有明显提高。

基于NSGA-Ⅱ算法的悬架结构硬点多目标优化

建立了悬架结构硬点优化设计流程,以车轮定位参数(车轮外倾角、车轮前束角、主销内倾角和主销后倾角)随轮跳的变化范围为目标对悬架结构硬点进行优化设计。考虑车轮定位参数中车轮前束角和车轮外倾角的关联性,采用直接加权法将二者随轮跳的变化范围进行整合,减少目标函数个数,提高趋向帕累托最优集的收敛性。优化后各目标值均得到不同程度减小,证明了该方法的可行性。

基于FEMFAT LAB-ADAMS的路谱获取

虚拟样机技术的发展使得车辆多体动力学仿真和虚拟疲劳耐久计算成为工程研究的必要手段,而获得可靠有效的路谱则是两种研究手段的前提。运用Femfat LAB-Adams搭建了路谱求解联合仿真平台,根据实车传感器安装位置在多体动力学模型上建立相对应的测点响应通道,以试车场采集的发动机连接点、减震器安装点等处的实测载荷谱为依据,基于虚拟迭代理论计算得到路谱。分别从时域特征、频域特征和损伤计算三方面对监测信号和实测信号进行对比,验证路谱求解的可靠性。结果表明,求解得到的路谱具有较高的可靠性,可以用于车辆多体动力学仿真和虚拟疲劳耐久计算。

车辆主动油气悬架系统分层控制策略的研究

基于虚拟样机技术构建了工程车主动油气悬架控制系统的数字开发平台。针对工程车行驶路况的不确定性、部分参数的时变性和油气悬架系统的强非线性,提出了有限带宽主动油气悬架系统分层控制策略,并设计了基于遗传算法的模糊PID上层力控制器和基于模型的下层电压控制器。将该控制算法集成到悬架控制系统数字开发平台中进行联合仿真。结果表明,所研制的有限带宽主动悬架分层控制器可显著改善车辆的行驶平顺性。

车辆四轮随机输入模型研究

推导了以滤波白噪声方法生成的随机路面的频谱函数,通过调整白噪声的功率谱密度确保随机路面模型在功率谱意义上与实际道路相符.基于左右轮输入间的相关性以及其相干函数模型,应用遗传算法求解左右轮输入间的传递函数,结合前后车轮输入的滞后关系,详细地给出了车辆四轮随机输入时间序列的生成方法.

车辆道路模拟载荷信号筛选的相关系数法

以某轿车车身为对象进行道路模拟试验,从符合迭代点选择要求的多个测点中,筛选出六个信号作为台架试验的目标迭代信号。提出基于不同加速度信号间相关性的筛选方法,统计加速度信号间的相关系数,并筛选出综合相关性最大与最小的两组目标迭代信号。台架试验表明,综合相关性越大的目标迭代信号组,道路模拟试验的模拟精度越高。

轿车操纵稳定性的虚拟试验研究

基于多体动力学理论建立了整车的动力学仿真模型,通过事件建模器建立了蛇行路面事件文件和双纽线路面事件文件,分别用作蛇行虚拟试验和转向轻便性虚拟试验的驱动文件.依据我国现行整车操纵稳定性试验国家标准,对整车虚拟样机进行了转向盘转角阶跃输入、角脉冲输入、转向回正、稳态回转、转向轻便性及蛇行虚拟试验,并对该车操纵稳定性各性能指标进行了评价.提出的研究方法可以为汽车操纵稳定性虚拟试验提供参考.

扭力梁后悬架K&C特性仿真分析

充分考虑扭力梁的柔性特性,建立某型轿车扭力梁后悬架刚柔耦合多体动力学模型,分别进行平行轮跳、侧向力加载以及纵向力加载工况下的仿真分析。基于悬架K&C试验结果对所建模型进行验证,结果表明所建立的扭力梁后悬架刚柔耦合多体动力学模型具有一定的精度,可用于悬架K&C特性的后续研究。

基于虚拟样机技术的铰接式车辆动力学建模

在ADAMS/View软件环境下,建立了某工程车辆多体动力学模型,提出了随机路面的建模方法,进行了不同车速和不同随机激励输入下的车辆平顺性评价虚拟试验.通过与相同实验条件下实车平顺性道路试验结果比较,验证了该模型在评价车辆平顺性方面具有较高的精度和可信度.

一种三段式悬架变刚度螺旋弹簧设计研究

根据悬架在不同工况下的载荷特点,设计了一款变刚度螺旋弹簧,可为汽车不同的行驶工况提供最适合的刚度。基于弹簧并圈理论,结合汽车空载、满载、超载三种工况,优化得变刚度螺旋弹簧刚度特性曲线,提出了三段式变刚度螺旋弹簧设计方法,并推导了弹簧中径和簧丝直径两个关键参数的关系式。运用CATIA建立了变刚度弹簧模型,分析了变形量和最大剪切应力,校核了弹簧强度。仿真分析结果表明,设计所得变刚度弹簧的两项平顺性指标优于原弹簧。