一种新型轴承式减速器的牵引传动接触应力分析

在行星牵引传动的行星轮轮廓线轴端构建圆弧,并使该圆弧与外圈和太阳轮轴端面接触点保持在径向牵引接触线上;巧妙地替代推力轴承,设计出一种更为紧凑的新型轴承式减速器。结合装配过盈量、接触线的全圆弧素线修型及接触线边缘倒角的影响,对其径向接触应力与两端凸缘应力进行了分析;建立了多组3D理想模型,并采用Abaqus软件对其进行分析。结果表明,轴承式减速器外圈、行星轮、太阳轮接触线均存在边缘应力集中现象;合理的接触线素线修型和边缘倒角能使接触应力均匀且改良边缘效应;改善牵引传动的接触应力的最好方法是接触线素线修型和边缘倒角同时进行;凸缘处接触应力在不同凸度修型时分布及大小基本相同,且行星轮与外圈、太阳轮的接触线与凸缘的轴向和径向接触能保持在一条牵引线上。

一种文化算法优化

工程中复杂的优化问题很难获得其解析解,通过数值计算方法去获取数值解容易陷入局部最优解。为提高求解高维问题数值最优解的速度和准确性,在传统文化算法基础上将种群分为精英群体和普通群体,分别按照不同的方式进化并对种群做初始化优化,通过MATLAB编程用实例分别对优化前后的算法进行仿真。实验表明,优化后较优化前在速度上有较大的提升,进行初始化改进的文化算法在高维优化问题中能更快、更准确地逼近最优解,为求解复杂的问题提供了一种新的参考方法。

多连杆麦弗逊悬架运动分析与参数优化

为了便于多连杆麦弗逊悬架的运动学分析和前轮定位参数优化设计,基于瞬时螺旋轴法建立了多连杆麦弗逊悬架运动学分析模型,提出了其前轮定位参数的计算方法。利用ADAMS/Car进行了悬架运动学仿真验证。结果表明,该分析模型和计算方法是可靠的。在此基础上,采用NSGA-Ⅱ算法,以部分悬架硬点坐标为设计变量,前轮定位参数随车轮跳动和转向运动的变化量最小为优化目标,对具有该类型悬架的某轮毂电机电动车悬架进行多目标优化设计。优化后的大部分定位参数符合设计要求,悬架运动学特性得到了改善。

汽车电动轮牵引传动减速器滑动特性分析

为分析汽车电动轮牵引传动减速器的滑动特性,在研究了该减速器工作机理的基础之上,结合弹流润滑理论建立了精确计算其滑动特性的数学模型和分析方法,揭示了滑动率和传动功率的关系,探讨了压紧力和摩擦副长度对滑动特性的影响。研究结果表明,在相同滑动率下,增大压紧力有利于增大牵引油黏度和极限剪应力,从而提高输入输出功率;在相同压紧力下,随着滑动率不断增大,输入输出功率先逐渐增大,最终输入功率趋于稳定,而输出功率在达到峰值后出现减小的趋势;在相同压紧力和滑动率下,随着内或外摩擦副长度不断减小,输入输出功率先逐渐增大,最终各自趋向一个稳定值。

面向校园环境的分布式电驱试验平台设计

开发了一种将实际车辆按比例缩小,能够真实再现汽车运动和动力学特性,且具有一定通用性的小尺度分布式电驱试验平台。面向校园环境的试验需求,探讨了该平台的总体规划、功能定义和基本尺寸确定方法,对独立悬架、转向系统等主要部件进行了结构设计和检验;提出了该分布式电驱试验平台的遥控方案、动力学传感、数据采集和再现方法。通过虚拟样机仿真和动力学响应预测,表明该小尺度试验平台可模拟实际车辆的运动和动力学行为,适于在校园环境开展试验。

分布式电动汽车状态与参数无迹卡尔曼滤波估计

为提高分布式电动汽车的控制性能,提出一种更加综合、全面的车辆状态及参数估计方法。针对车辆在行驶过程中某些动力学状态及参数难以实时量测的问题,以分布式电驱动汽车为研究对象,探讨基于无迹卡尔曼滤波的车辆状态估计及参数识别方法。建立7自由度时变参数车辆模型;以车辆易于测量的纵向加速度、侧向加速度、横摆角速度和轮速为观测变量,通过状态扩维,将车辆相关参数引入到车辆状态矢量中,采用无迹卡尔曼滤波算法设计一种车辆状态和参数的联合观测器,以便同时估计和辨识车辆纵向速度、侧向速度、轮胎侧向力、车辆质量、转动惯量、质心位置及其高度;在Simulink/Carsim平台上进行鱼钩角输入、滑行和加速工况的仿真验证,结果表明,该联合观测器能够有效的估计和辨识出上述相关车辆状态和参数,收敛效果较好。

Chassis integrated control for 4WIS distributed drive EVs with model predictive control based on the UKF observer

Four-wheel independent steering(4 WIS) system and direct yaw moment control(DYC) have an important influence on vehicle lateral stability. However, DYC has a great effect on the longitudinal velocity, and the capability of 4 WIS is limited to stability.To decrease the influence on the longitudinal velocity and improve the stability of electrical vehicles, a chassis controller integrated with a 4 WIS system and a DYC system with model predictive control(MPC) is designed. The framework consists of an unscented Kalman filter(UKF) observer and an MPC that contains three blocks: supervisor blocks, upper blocks and lower blocks. First, the sideslip angle, longitudinal velocity and lateral tire forces are estimated by the UKF observer;second, a bicycle model is utilized in the supervisor to calculate the desired values;third, the upper blocks are designed with the MPC to optimize the target steering angles and longitudinal tire forces under the constraints of subsystems;to facilitate the design of the MPC, a nonlinear tire is simplified based on the Taylor expansion method;finally, the target steering angles and longitudinal tire forces are achieved by the lower blocks. The integrated controller is simulated on the co-simulation platform of MATLAB-Carsim. The results show that the proposed integrated controller has less impact on longitudinal velocity and could effectively improve vehicle stability.