基于改进运动原语生成的陆空两栖机器人Kinodynamic A^(*)算法

针对Kinodynamic A^(*)算法采用统一的运动原语生成,在陆空两栖机器人上应用时存在机动性无法充分发挥等问题,提出了基于改进运动原语生成的陆空两栖机器人Kinodynamic A^(*)算法。该算法从考虑陆、空模态运动能力差异出发,通过以下三个方法改进陆空两栖机器人Kinodynamic A^(*)算法性能。首先是基于动力边界决定状态空间加速度输入,差异化生成陆、空模态运动原语;其次是基于动力学约束剪枝,确保运动原语不超过速度边界;最后是构造轨迹优化代价函数优化轨迹平顺性、安全性及机动性。在仿真场景下的结果表明,所改进的算法在将空中平均速度提高了54.1%,平均路径总时间降低6.7 s,路径总代价降低22.00%,且算法运行时间降低0.069 s,充分发挥陆空两栖机器人上的强机动能力与高续航能力。

某电动客车车身骨架的轻量化

为了满足某电动客车轻量化的需求,在保证车身骨架在模拟车辆行驶的4种极限工况(水平弯曲、极限扭转、紧急转弯和紧急制动)结构性能良好后,用灵敏度分析找出能有效减轻底盘骨架质量而对骨架结构性能影响不大的部件.以型材厚度作为优化设计变量值,骨架总质量最小为目标,各工况下的最大位移为约束条件,对车身骨架建立多目标优化数学模型.利用响应面算法(RSM)得到优化后各设计变量的厚度值.对轻量化前后的车身骨架在相同条件下进行了模态和结构性能对比分析.结果表明:优化后4种极限工况下的车身骨架强度与刚度均能得到保证,模态频率也在要求范围内,且车身骨架总质量减轻45.6 kg,约占其总质量的5.36%,轻量化效果较好.

副车架弹性变化对整车性能的影响

为了研究副车架弹性模量变化对整车性能的影响,对某一款轿车的副车架在保证强度的前提下,进行了模态分析得到其柔性文件,并组装得到了刚柔耦合整车模型。通过patran软件赋予了副车架几组不同的弹性模量,在ADAMS/Car软件中建立了具有不同弹性模量副车架的整车模型,并对它们进行了同等条件下的平顺性及操纵稳定性对比分析,研究了不同弹性副车架对整车行驶平顺性以及操纵稳定性的影响。结果表明,过度提高或者减小副车架弹性模量均会导致驾驶员座椅地板处总加权加速度均方根值上升,使得整车平顺性能下降,且对操纵稳定性也有一定的负面影响,副车架弹性模量维持在一定范围之内可使得整车性能最佳。

某电动客车车身骨架结构性能分析

使用CATIA软件建立某电动客车车身骨架模型并导入HyperMesh软件中,通过添加约束和载荷建立基于壳单元的车身骨架有限元模型,运用该模型进行车身弯曲刚度与扭转刚度计算,并对骨架进行模拟实车的静态工况如弯曲和扭转等分析,获得不同工况下骨架应力和应变分布情况,然后对骨架进行模态分析,得到车身骨架的整体振动响应。结果表明,该车除极少部位存在应力集中和振幅较大的问题外,其他部位受力较为均匀,整车骨架结构刚度与强度在材料的屈服极限之内。

基于UKF的磷酸铁锂电池电荷状态估算策略

电动车电池的电荷状态（SOC）准确估计是整个电池管理系统（BMS）安全充放电的基础。考虑到拓展卡尔曼滤波算法（EKF）在对非线性系统估计SOC时存在线性近似化导致误差较大，故提出了一种无味卡尔曼滤波算法（UKF），结合一种磷酸铁锂电池的2阶RC模型进行实验并参数辨识，对电池SOC进行了估算。以初值确定的安时积分法估计值作为标准值，对初始SOC为60％与100％两种不同情况，通过MATLAB分别仿真验证EKF与UKF的SOC估计准确性，结果表明：对不同初值的SOC估计，UKF算法比EKF算法在精度上均有了一定的提高，误差控制也在较小范围之内，误差由大至小的修正时间也较短，具有更好适应性。

基于PID-LQR主动悬架控制策略的车辆平顺性研究

为了进一步提高悬架系统的综合平顺性能,建立了主动悬架系统的单轮车辆模型,以路面不平度作为车辆系统的干扰信号。考虑到带有LQR控制器的主动悬架,加权系数的确定受人为影响较大,故在LQR控制器中加入一个PID控制器,形成PID-LQR控制器。通过MATLAB对LQR及PID-LQR控制器分别建立了系统的Simulink模型,运用遗传算法和单纯形法,对LQR中加权系数矩阵L、M以及PID控制器中的相关参数进行了优化,使悬架系统控制性能得到一定的提高。在同等情况下,与进行相同优化步骤的LQR控制器进行对比分析,得到两种悬架的平顺性性能差异。结果表明,相比传统的LQR主动悬架控制,所提出的PID-LQR悬架控制策略能在一定程度综合改善模型的平顺性能。

考虑副车架柔性的整车平顺性仿真研究

针对副车架柔性变形对平顺性的影响,建立了某车的后副车架模型,利用HyperMesh对该后副车架进行典型工况下的强度和模态分析,将生成的.mnf柔性文件代入该车模型中以替换原有副车架,得到含柔性副车架的整车刚柔耦合模型。通过ADAMS对所建刚柔耦合整车模型进行随机沥青路面及脉冲路面仿真,并与含刚性副车架的整车模型进行对比分析。结果表明:相比具有刚性副车架的整车模型,在两种路面下,刚柔耦合整车模型的驾驶员座椅处加权加速度均方根值更小,整车的平顺性更优。

改善整车平顺性的悬架参数近似D优化方法

基于某一款汽车,在满足悬架相关性能合理的前提下,利用试验设计方法中的近似D-最优设计确定试验因素及其变化范围。结合"416-C"之设计X表绘制因素水平编码表,采用二次回归方程求出了最优的前后悬架刚度和阻尼。在MATLAB软件中构造ADAMS中可用的三维A等级路面,在相同条件下对优化前后整车进行仿真分析。结果表明:优化后的悬架性能满足要求,驾驶员座椅处的3个方向加速度(垂向、纵向、横向)以及加权加速度均方根值均有下降,整车平顺性得到进一步提高。

副车架柔性对整车操纵稳定性能影响的研究

副车架作为悬架与车身的连接件,其在车辆运动过程中受到复杂的作用力,会发生弹性变形.对整车操稳性能的研究常将副车架作为刚体,因此可能会忽略了副车架弹性变形对操纵稳定性的影响.本文建立了某车型的后副车架模型,利用Hypermesh对该后副车架进行典型工况下的强度和模态分析,将生成的mnf柔性文件导入该车模型中以替换原有副车架,得到含柔性副车架的整车刚柔耦合模型.通过Adams对所建刚柔耦合整车模型进行定半径稳态回转和方向盘角阶跃仿真,并与含刚性副车架的整车模型进行对比分析.结果表明:对于该型汽车,相比具有刚性副车架的整车模型,刚柔耦合整车模型的侧向加速度及横摆角速度等均有一定减小,整车的操纵稳定性更优.