基于ADAMS/CAR的某SUV汽车操纵稳定性仿真实验分析及优化

操纵稳定性是车辆正常行驶时受到外界扰动后保持稳定运行或迅速恢复稳定的一种能力,对车辆安全平稳运行至关重要。为优化车辆的操纵稳定性,对某SUV汽车进行动力性分析,建立物理模型和数学模型,阐述悬架对汽车操纵稳定性的影响。采用ADAMS/CAR进行整车建模,运用MATLAB软件对操纵稳定性评价指标进行评分。选取悬架的力学特性参数作为优化变量,以操纵稳定性评价指标的评分作为优化目标,通过对比选取最优方案。研究结果表明:NGSA-II算法对道路实验评价指标的优化效果较好,能够显著提升整车的操纵稳定性。

活塞杆贯通式抗蛇行减振器在铁道车辆上的适应性研究

活塞杆贯通式抗蛇行减振器因活塞杆在活塞上下工作腔所占的截面积相等,且活塞上拉伸阻尼阀、压缩阻尼阀参数一致,因此在拉伸和压缩行程中工作腔内的油液通过阻尼阀的流量相等,从而产生相等的阻尼力,使之具有高度对称的动、静态性能,可以弥补双油路抗蛇行减振器静态性能对称性差、单油路抗蛇行减振器动态性能对称性差的不足。首先,基于活塞杆贯通式、双油路和单油路抗蛇行减振器的工作原理和结构参数,建立3种抗蛇行减振器的数值仿真模型;然后,通过减振器性能试验对模型进行验证,对比研究3种抗蛇行减振器仿真下的动、静态性能对称性;最后,利用Simulink将车辆模型和抗蛇行减振器模型进行动力学联合仿真,对比研究小锥度曲线工况下安装活塞杆贯通式和双油路抗蛇行减振器的铁道车辆的曲线稳定性以及大锥度直线工况下安装活塞杆贯通式和单油路抗蛇行减振器的铁道车辆的直线稳定性。研究结果表明:活塞杆贯通式抗蛇行减振器动、静态性能对称性都优异,且都好于双油路和单油路抗蛇行减振器;小锥度曲线工况下,相比于双油路抗蛇行减振器,安装活塞杆贯通式抗蛇行减振器可以提高车辆的非线性临界速度,进一步抑制转向架1.2 Hz左右的摇头振动,提高车辆的曲线稳定性;大锥度直线工况下,相比于单油路抗蛇行减振器,安装活塞杆贯通式抗蛇行减振器可以提高车辆的非线性临界速度,进一步显著抑制转向架8 Hz以下的摇头振动,提高车辆的直线稳定性。研究结果为活塞杆贯通式抗蛇行减振器在铁道车辆上的适应性优势提供理论依据。

不同级别横风下虚拟轨道车辆动力学性能研究

为了研究虚拟轨道车辆在不同级别横风下的动力学性能,基于非线性胎地耦合关系建立了3编组虚拟轨道车辆多体动力学模型,研究虚拟轨道车辆在AW0和AW3状态下,不同级别横风对其胎地垂向力、抗倾覆稳定性、抗侧滚性能等主要动力学指标的影响。结果表明:AW0状态且低速工况下,不同风级的风载和运行速度对各编组车辆影响较小,车辆动力学性能等指标基本一致;AW3状态下,各个指标值均随着运行速度和风级的提高而增大,且AW0状态下车辆的抗倾覆稳定性总体上优于AW3状态;针对各编组车辆而言,中间车的抗侧滚性能优于头车和尾车,其中尾车的抗侧滚性能最差,但各编组之间的抗倾覆稳定性相差不大。

基于DEM-MBD耦合的履带式全地形车辆爬坡特性研究

为优化履带式全地形车爬坡特性,提升其对复杂地形的适应能力,利用离散元法(DEM)与多体动力学(MBD)耦合算法,建立基于RecurDyn与EDEM的DEM-MBD耦合模型,并结合正交试验设计方法,研究路面类型、车辆质心位置、接地长度、速度耦合对车辆爬坡能力与稳定性的影响规律。研究结果表明:各因素对履带式全地形车爬坡能力的影响权重为:速度>x向质心坐标>路面类型>接地长度>y向质心坐标。基于正交试验理论,爬坡能力最佳组合为:碎石路面,质心位置为x=200,y=400,接地长度为1100 mm,速度为5 km/h;当该型车辆运行速度为0~5 km/h时,提升速度、前移质心有利于提升车辆爬坡能力;该车辆在低车速、砂土地形、较大的接地比压的情况下稳定性更好。

基于遗传算法的重型特种车辆主动悬架H_(2)/H_(∞)控制研究

重型特种车辆的传统被动悬架对不同路况适应能力差,恶劣路况下车辆性能下降明显,无法满足重型特种车辆在不同路况下行驶平顺性和操纵稳定性的需求.针对这一问题,研究建立了三轴重型特种车辆整车9自由度主动悬架模型,设计了H_(2)/H_(∞)鲁棒控制器,并在满足H_(∞)约束条件下采用遗传算法对H_(2)性能指标进行优化,获取了全状态最优控制律,同时对连续随机路面和凸块路面下主、被动悬架性能进行分析.结果表明:在连续随机路面下,相较于被动悬架,H_(2)/H_(∞)控制主动悬架在时域和频域范围内均具有良好的性能,能够提高车辆的行驶平顺性和操纵稳定性;在凸块路面下,主动悬架能够更快地衰减来自不平路面的振动,并使左前轮胎动载荷的最大值降低了23.5%,提升了轮胎的接地性.H_(2)/H_(∞)控制主动悬架对不同路况具有良好的适应能力,能够满足不同路况下重型特种车辆行驶平顺性和操纵稳定性的提升需要.

基于实际出行场景的整车驾控性能测试与评价

为了直观地评价中国消费者实际出行场景的整车驾控性能,提出一种驾控性能测试与评价方法。根据中国路况,结合工程经验与国家标准,选择驾控性能测试工况与测试工况中的评价指标及其权重,选取3款车型在测试工况下进行道路试验,通过数据分析得出指标限值。结果表明,3款车型的驾控性能得分与车辆级别、能源类型相关,且与驾驶员主观驾驶感受一致,说明此驾控性能测试与评价方法具有可行性与准确性,可以为开发或验证阶段的工程样车进行整车驾控性能的策略标定及验证测评。

连通式横向减振器在地铁车辆上的适用性分析

随着地铁车辆运行速度等级的提高,受安装空间与成本限制,未安装抗蛇行减振器的快速地铁将出现车辆运行稳定性不足的问题,针对这一问题,提出一种连通式二系横向减振器,该减振器既能够提供横向减振的功能,又能达到抗蛇行减振的目的。基于连通式横向减振器的工作原理,建立了连通式横向减振器的数学模型以及更为准确的AMESim仿真模型,并分析了不同车辆运动状态下连通式横向减振器的阻尼特征。最后采用MATLAB/Simulink对连通式横向减振器模型与地铁车辆动力学模型进行联合仿真,研究了连通式横向减振器对车辆系统动力学性能的影响。仿真结果表明,连通式横向减振器在保证车辆直线运行平稳性及曲线通过安全性的条件下,大幅提高了车辆非线性临界速度,改善了地铁车辆的运行稳定性。

网联车辆有限时间滑模预设性能队列控制

针对含有未知扰动和模型不确定的网联车辆预设性能队列控制问题,本文提出了一种基于改进滑模的有限时间队列控制方法.首先,为满足预设性能,设计了一种新型性能函数,保证了跟踪误差在预设时间内收敛到规定区域.其次,提出了一种改进的滑模队列控制算法,加快了系统收敛速度,实现了有限时间单车稳定及队列稳定,同时,设计了自适应律,有效解决了扰动及模型不确定问题.最后,进行了MATLAB仿真实验,通过6辆网联车的队列控制仿真验证了所提算法的有效性.

某型轨道车辆车体异常晃动试验研究

通过车辆振动测试和在线轨道检测研究车体异常晃动的原因。研究结果表明,车体的固有频率为1Hz,车体显著晃动时频率为1.4Hz,车体异常晃动频率并不是车体固有频率;晃车区段线路存在波长为15.75m,幅值为12mm的方向不平顺是车辆出现异常晃动的原因;为保证车辆具有优异的动力学性能,工务部门应加强轨道不平顺管理,避免线路上出现具有固定波长且幅值较大的轨道方向不平顺。

基于七自由度车辆模型仿真平台的轮胎操纵稳定性仿真分析

利用基于MATLAB SIMULINK的七自由度车辆模型仿真平台,以轮胎PAC2002模型为输入,进行车辆操纵稳定性仿真,并与实车测试结果对比。结果证明客观性能指标仿真结果与实车测试主观评价结果的一致性较好,基于七自由度车辆模型仿真平台可以较好地预测轮胎的转向性能,也可以在一定程度上预测操纵稳定性。

基于模型预测控制的轮毂电机驱动车辆防侧翻控制

针对8×8轮毂电机驱动车辆侧翻稳定性问题,提出基于模型预测控制的主动防侧翻控制策略。采用分层控制结构设计车轮转角和电机转矩的分配控制策略,以充分发挥研究对象各轮转矩、转角独立可控的特点开展稳定性控制;基于模型预测控制方法设计主动防侧翻控制策略,并简化滚动优化算法,使运算量降低以保证实时性;通过重型车辆模拟分析软件Trucksim与数学仿真软件MATLAB/Simulink联合仿真实验以及比例模型车辆试验进行验证。结果表明,通过所提分层控制策略与基于模型预测控制的主动防侧翻控制策略,车辆可以避免侧翻失稳,能够准确跟踪驾驶员期望的行驶轨迹。

基于虚拟技术的车辆操纵稳定性评价系统

把虚拟样机技术与虚拟现实技术应用到车辆的操纵稳定性研究中,设计了车辆操纵稳定性虚拟试验研究平台,把车辆的建模、仿真分析、虚拟再现、评价集成在一起,并以车辆的单移线试验为例阐述了评价系统的实现。结果证明,配合虚拟仪表以及虚拟环境,虚拟试验突破了原有仿真曲线等评价的不足,通过立体视觉设备,人可以沉浸到环境中,以闭环的方式体验车辆的性能。

基于响应面方法的汽车操纵稳定性优化

对响应面方法和汽车操纵稳定性评价方法进行一定的理论分析,根据某跑车各系统的特性参数,采用动力学软件ADAMS建立整车多体动力学模型。以客观定量综合评价指标为目标函数,汽车悬架刚度和阻尼为设计变量,对整车模型进行仿真分析,结合响应面方法对汽车操纵稳定性进行优化,通过对比分析侧向位移、侧向加速度、横摆角速度等数据,表明此方法显著改善了汽车的操纵稳定性。

单轨车辆耦合动力学模型与振动响应特性

为了研究单轨车辆在设计车速范围内的振动响应特性,进而评价单轨车辆运行平稳性与舒适性能,分析了单轨车辆走行轮、导向轮、稳定轮和转向架中央牵引装置及车体间的拓扑关系,利用Hamilton方程构建了包含走行轮与轨道梁顶部,导向轮、稳定轮与轨道梁侧部等三向轮轨接触对的单轨车辆空间耦合系统动力学模型,并对单轨的PC轨道梁走行面及轨道梁左、右两侧部轨面的不平度进行了数值模拟。基于空间耦合动力学模型,以轨道不平度为激励源,设定车辆以某一恒定速度在直线轨道上运行,获取了单轨车辆的振动响应特性,并与实车测试结果对比分析,验证了单轨空间耦合动力学模型的正确性。在此基础之上,获取了单轨车辆不同设计车速下的振动响应特性,对单轨车辆的运行平稳性和舒适性进行了评价。结果表明,单轨车辆的舒适性能优良,运行平稳性能处于优秀等级。

机器人多指手抓取的布局规划及其性能指标

当用机器人多指手抓取任意形状的物体时，为了保证抓取的稳定性，合理地规划抓取接触点的布局是必要的。提出了一个评价抓取稳定性的性能指标，并证明了这一指标具有相似不变性。该指标与力椭球的体积成正比，可定量地描述抓取的稳定性程度，也适用于自适应夹具规划。给出的实例表明，提出的性能指标正确可行。

混合动力汽车操纵稳定性模糊控制仿真研究

通过研究混合动力汽车操纵稳定性控制对电机回馈制动系统的要求及对相关工作状态进行分析,针对混合动力汽车设计了一种新颖的电机回馈制动与液压制动复合混合动力汽车操纵稳定性模糊控制系统,并讨论了前馈补偿控制器、模糊控制器、电机回馈制动协同控制器的设计与协同控制策略。以变道工况、高速转向工况及紧急制动工况为例,进行了混合动力汽车操纵稳定性控制试验研究,结果表明该操纵稳定性控制系统使车辆在以上工况运行时能够迅速、准确、安全地按照驾驶员的意图行驶,制动性能良好,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。

汽车操纵稳定性的广义汽车转向稳态响应模型

针对传统汽车操纵稳定性理论的线性二自由度模型的不足,构建了一个新的广义汽车转向稳态响应模型,并说明了该模型的广泛适用性。以某不足转向轿车模型的有关参数为例,仿真计算并比较了应用两种模型时该轿车等速圆周行驶时的稳态响应状况,验证了广义模型的正确性,同时得到了一条有别于传统汽车操纵稳定性理论的重要结论。

基于动态预警的汽车防侧翻鲁棒控制

为改善汽车防侧翻控制系统的时滞特性,提出以动态侧翻预警时间为评价指标的汽车侧翻稳定性改善方法。考虑侧倾外倾及侧倾转向因素,建立多自由度汽车侧翻动力学模型。融合汽车侧翻动平衡稳定条件及汽车侧翻动平衡状态的抗干扰稳定条件研究汽车动态侧翻预警算法,并提出以动态侧翻预警时间和横向载荷转移率为双变量反馈的汽车防侧翻鲁棒控制策略。针对高速紧急工况下运动型多功能汽车侧翻过程进行动态侧翻稳定性仿真分析。结果表明基于动态预警的汽车防侧翻控制算法可有效解决控制系统时滞问题,改善了汽车侧翻动平衡稳定性及抗干扰稳定性,有助于提高汽车的主动防侧翻能力。

基于Matlab环境下的车辆操纵稳定性仿真研究与计算实例

通过实例详细描述了在 Matlab环境下的车辆操纵稳定性仿真研究的实现过程 ,分别对两种不同车型进行了稳态和瞬态的响应分析 ,时域及频域分析及系统稳定性分析 ;研究了车辆在不同车速和行驶条件下的不足转向和过多转向特性。

分布式驱动电动汽车操纵稳定性控制评价体系

基于分布式驱动电动车动力学控制系统的特点,设计了一套客观评价体系,用于评价分布式驱动电动车动力学控制系统的性能。评价体系包括性能评价项目、评价方法和评分准则3个方面。性能评价项目涵盖整车层面和动力学控制系统层面。利用提出的评价体系对搭载动力学控制的车辆进行了操纵稳定性试验评价,验证了评价体系的合理性和可行性。