’91年美国轿车制悬转动架向系统的改进

美国克莱斯勒和福特等公司对1991年型轿车的改进方案主要有制动系、转向系和悬架等三个方面: 一、四轮转向道奇′91年型全新R/T双涡轮“司蒂尔斯”牌赛车为首先装备自制四轮动力转向系统的车辆,当汽车时速大于48km时,后轮与前轮的同一方向转弯,并能增加操纵灵敏度和高速稳定性,而在时速低于48km时又成为传统的两轮转向方式,使后轮保持在随动状态。这种仅适用于R/T双涡轮赛车的四轮动力转向系统有一根活动的连杆,并能将改变后轮转角的操纵杆连接于二个拉臂上,从而形成一个随动的凹轮转向装置;当前轮转弯时可使后轮的转角作小量的改变,见图1,但在后悬架差速器上还安装一个油泵以驱动一个“微型齿条”,以便在前轮转弯时对后轮作出反应,见图2。后轮的转角很小仅1.5°,但已足以使各种行驶条件下的操纵产生显著的改良效果。后轮转向角的变化与车速和转弯的大小以及驾驶员使用转向助力的强弱成正比。斯蒂尔断赛车的常四轮驱动独立悬架,有一个中央硅酮粘液耦合器,当需要时可将45％驱动力矩分配至前轮,而将55％分配至后轮;全车还配有电子式缓冲装置和防抱制动器。

整车主动悬架滑模控制及多目标优化

为改善车辆主动悬架系统性能,在建立整车主动悬架系统模型的基础上,结合滑模变结构控制理论,提出了一种基于多目标优化的主动悬架系统控制参数的优化方法。基于滑模面到达条件结合李雅普诺夫稳定性理论对滑模控制器进行稳定性验证,建立以车身侧倾角加速度、车身俯仰角加速度和车身垂直加速度为控制目标的多目标优化问题,并利用粒子群算法对控制器参数进行优化。仿真结果表明,优化后主动悬架系统的3个控制目标函数值较优化前分别减小了10.3%、27.3%和20.0%,基于多目标优化的整车主动悬架滑模控制策略改善了整车的乘坐舒适性和操纵稳定性。

松辽盆地西缘构造带构造格架、演化及油气资源潜力

松辽盆地西缘构造带是研究松辽盆地形成演化的关键地带,但目前关于该构造带的构造格架、活动历史、控盆特征等仍不清晰,构造带深部物质架构及中—新生代构造演化的精细厘定为解决这一科学问题提供了新的证据。松辽盆地西缘地区布格重力异常与综合地球物理剖面特征指示,松辽盆地西缘构造带为区域上带状展布的超壳深大构造带。通过对综合构造变形带的产状、性质、运动学等资料分析,提出松辽盆地西缘构造带东西分带、倾向相背的“两带八字形”构造格架。依据构造带发育的基底背景、构造样式、地球物理特征等差异,建立了南北分段的“四段式”展布构架。在此基础上,结合区域构造演化、变形带构造解析与40Ar/39Ar构造年代学等资料,恢复了晚三叠世、中晚侏罗世、早白垩世中期、晚白垩世中期、古新世—渐新世和新近纪—更新世6期中—新生代构造活动年代格架。结合构造带的控盆作用指出,外盆带控制的中侏罗世和早白垩世中期沉积盆地是油气资源勘查的重要选区,为中国东北地区新层系油气资源勘查提供了新依据。

骨科机器人联合Starr骨盆复位架治疗Tile C型骨盆环骨折

目的:探讨骨科机器人联合Starr骨盆复位架治疗Tile C型骨盆环骨折的临床疗效。方法:2019年10月至2021年5月采用机器人联合Starr骨盆复位架治疗14例Tile C型骨盆环骨折患者,男9例,女5例;年龄33~69岁。14例患者均为新鲜闭合骨折且不合并股骨、胫腓骨骨折等损伤。入院后4~7 d完成手术,术中在可透视碳素床,通过Starr骨盆复位架牵引复位骨盆环,联合骨科机器人治疗C型骨盆环骨折。观察手术时间、出血量、单枚螺钉置入透视次数、骨折复位质量、患肢功能及并发症等。采用Matta评分标准进行放射学复位评价,末次随访采用Majeed骨盆功能评分系统进行临床疗效评价。结果:14例患者均顺利完成手术,手术时间84~141 min,手术出血量20~50 ml,单枚螺钉置入透视次数4~9次。14例患者均获得随访,随访时间12~24个月。术后所有骨折获得骨性愈合,愈合时间3~7个月,未发现内固定断裂、螺钉松动、感染、神经损伤等并发症。依据Matta影像学复位评估标准:优9例,良4例,可1例。末次随访采用Majeed骨盆功能评分系统:优10例,良4例。结论:机器人联合Starr骨盆复位架治疗C型骨盆环新鲜骨折操作简单、缩短了手术和麻醉时间、并发症少,降低了手术风险,实现了骨盆骨折的微创治疗。但对于陈旧性骨折,因骨折复位困难,该技术并不适用。对于螺钉进钉点区域粉碎的骨折,通道螺钉置入困难,建议采用其他方式固定。对于伴有骨盆外伤史或骨盆发育异常者,术前需仔细评估有无经皮螺钉通道,避免损伤神经、血管。

动态风向变化下风力机叶片和塔架应力及功率特性分析

风向变化显著影响风力机气动载荷分布,从而影响风力机稳定高效的运行,而气动载荷是风力机结构应力和功率变化主要影响因素之一。该文以S翼型三叶片水平轴风力机为研究对象,在旋转平台上进行风洞实验,对不同风向变化速度(0.5°、1°、1.5°、2°/s)下风力机叶片和塔架的应力以及风力机功率特性进行分析。结果表明:风向变化速度为0.5°/s时,在风向由0°变化到30°时,叶片弦向和展向应力值和风力机功率下降幅度最大;在风向由0°变化到20°时,叶片应力值和功率下降较为缓慢,风向变化结束后,风力机应力与功率会进一步减小;风向变化角度在0°~20°范围内,受叶片转速和气动载荷下降速度与风向变化耦合作用的影响,塔架应力值出现较大波动,并随风向变化速度的增加,波动出现的区间从15°~20°提前到0°~5°;风向变化结束后,叶片转速持续下降,造成塔架应力仍有不同程度的波动。结果可为考虑风向变化下运行的风力机结构设计提供一定理论依据。

基于架位预留的藏书扩架执行参数的计算及实施方法

藏书扩架要合理规划、充分利用书架空间。工作中要避免反复倒架等无效劳动,对藏书做好架位预留以便分段实施。扩架执行参数是在倒架过程中必须遵守或参照执行的流程数值。通过测量、计算藏书长度与书架长度的比例关系,结合倒架的不同方式,可以得出工作流程所需要的执行参数。

基于整车路面谱的副车架开裂台架试验及仿真

针对前悬架稳定杆与副车架连接处在整车试验场耐久测试过程中出现的疲劳破坏问题,通过对稳定杆进行贴片标定,获得了试验场环境下稳定杆的连杆力和稳定杆扭转相对位移的强化耐久路谱,设计搭建了稳定杆副车架系统的物理台架,并按照耐久性规范进行了台架试验。试验结果表明:该台架试验装置能良好地再现整车耐久路试下的断裂位置,疲劳寿命相对于整车耐久路试的疲劳寿命偏差仅为2.5%。在此基础上,建立了稳定杆与副车架多体的仿真模型,设定了与系统试验台架相同的约束边界,通过虚拟迭代的方法及准静态有限元疲劳寿命分析法对系统进行了仿真分析。仿真得到稳定杆连杆力和稳定杆扭转相对位移信号,与测试结果进行对比分析可以看出,时域下相位和幅值重合度良好,频域下的PSD谱重合度较高,穿级计数载荷统计基本一致,载荷相对损伤均在1附近,相关风险位置处的仿真疲劳寿命与整车耐久试验寿命偏差比为6.25%,获得了较高精度的风险位置载荷,实现了耐久风险位置的复现。最后,基于仿真模型对副车架风险位置处进行了结构优化设计,改进后的方案顺利通过了后续的台架试验和整车耐久路试。

概率融合的抗侧翻智能主动悬架控制研究

为了提升高质心车辆的侧倾稳定性和平顺性,降低车辆侧翻事故造成的伤亡率,提出一种基于概率融合隶属度函数构建理论的侧翻工况预测和控制方法。首先,通过采集车辆侧翻工况数据,选取车辆状态变量,基于影响权重确定与车辆侧翻相关的关键影响因子。其次,根据时间序列对数据进行时间片段划分,设计动态贝叶斯预测网络,对下一时间片段内车辆侧翻概率进行预测。最后,根据车辆性能参数与控制器参数的映射规则,建立概率融合的Takagi-Sugeno(T-S)模糊隶属度函数,设计车辆主动悬架抗侧翻鲁棒控制器。CARSIM/Simulink联合仿真结果表明,与被动悬架、半主动悬架、多目标控制主动悬架相比,所提方法可以平稳且高效地防止车辆侧翻,提升车辆行驶的安全性。

基于遗传算法的汽车主动悬架变论域模糊PID控制

针对1/4车主动悬架系统,提出一种基于遗传算法(genetic algorithm,GA)的变论域模糊比例-积分-微分(proportional-integral-differential,PID)控制方法.在建立主动悬架系统模型的基础上,引入变论域思想设计模糊PID控制器.为进一步改善控制器减振效果,采用GA来优化变论域中伸缩因子描述函数的参数.结果表明:相比PID、模糊PID与未优化的变论域模糊PID等控制方法,基于GA的变论域模糊PID控制方法在降低车身垂向加速度、改善乘坐舒适性方面具有优越性;所提控制方法对簧载质量和车辆行驶速度不确定性具备较强的鲁棒性.

拱架送/回风方式对日光温室冬季作物冠层区热环境的影响

传统日光温室被动的热环境调控模式难以满足温室作物冠层区空气温度和速度调控需求,且能源利用效率低下。为了改进日光温室热环境精准调控方法和提高温室能源利用效率,该研究结合日光温室围护结构特点,提出了一种日光温室拱架的送/回风方法,并基于温室作物多孔介质模型,建立了拱架送/回风系统温室的数值传热模型。采用空气温度与速度不均匀系数、气流速度适宜区面积比、能量利用系数以及累计有效积温等评价参数,研究了下送上回、中间回风和上送下回等3种温室拱架送/回风方式对日光温室冬季作物冠层区热环境的影响。结果表明,与中间回风和上送下回通风方式相比,下送上回通风方式对不同作物冠层高度处的空气温度和速度调控的结果最优,且不同作物冠层高度处气流速度适宜区面积比和累计有效积温都最大。当采用下送上回通风方式时,与送风干管风速为9、11和12 m/s相比,送风干管风速为10 m/s的能量利用系数最大,在作物冠层高度0.4、0.6、0.8和1.0 m处的能量利用系数分别为0.976、0.982、0.985和0.987,并且不同作物冠层高度处的空气温度不均匀系数和速度不均匀系数也都最小。因此,下送上回通风方式的推荐送风干管风速为10 m/s。该研究可为日光温室热环境的精准调控提供参考。

基于事件触发的汽车主动悬架振动控制器设计

为提升车辆的行驶平稳性和安全性,针对具有输入死区和饱和特性的汽车主动悬架系统,设计一种基于事件触发(Event Trigger,ET)和长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络的智能振动控制器。在构建四分之一车辆主动悬架模型基础上,提出一种高效的ET控制器,能够有效缓解通信紧张问题和避免控制器固有的芝诺现象,提高控制器的稳定性和可靠性。为了进一步增强控制器的智能性和自适应性引入了LSTM神经网络,利用径向基函数神经网络来模拟和生成不同条件下的响应数据实现LSTM神经网络的训练,以精确预测并补偿作动器的死区和饱和影响,进而使主动悬架系统的垂直加速度趋近于0 m/s^(2),从而极大地提升了乘坐舒适性。通过数值仿真验证所设计控制器的适用性和有效性。研究结果表明,所设计的控制器在多种工况下能够有效提高主动悬架系统的动态性能。

基于主动悬架的整车车身姿态控制策略研究

针对车辆在行驶过程中产生的车身姿态失衡问题,提出了一种基于姿态补偿的主动悬架整车车身姿态控制策略。在建立整车七自由度动力学模型,并基于随机路面进行实车试验验证整车模型的准确性的基础上,构建了模型预测控制器,根据状态观测器估计的各信号求解各个悬架的垂向控制力以衰减车辆垂向振动;进而以模糊算法为基础设计车身姿态补偿控制策略,使电磁直线作动器产生反作用力以抑制车身姿态恶化。选取某型号直线电机作为主动悬架力源,将垂向控制力与姿态补偿力合并得到各悬架控制所需电磁作动力,以此计算电机所需目标电流,并通过MATLAB/Simulink平台对主动悬架系统进行仿真。仿真结果表明:所提出的基于主动悬架的整车车身姿态控制策略在不影响车辆垂向控制效果的基础上,能够大幅降低车辆质心侧倾角和俯仰角的均方根值,车身姿态得到有效控制。

基于改进粒子群算法优化PID控制的主动悬架性能研究

针对二自由度主动悬架比例-积分-微分(PID)控制器参数整定问题,引入粒子群算法,借助粒子群算法的全局搜索能力解决PID控制器参数整定问题,考虑到传统粒子群算法收敛速度较慢,设计了一种改进粒子群算法,根据悬架性能评价指标建立目标函数,分别模拟了随机路面激励输入和减速带式梯形冲击路面激励输入,并验证了基于改进粒子群算法优化的PID控制器的有效性。仿真结果表明:改进粒子群算法后目标函数的收敛速度明显提高;基于改进粒子群算法优化PID控制的主动悬架在不同激励输入条件下均具有较好的行驶平顺性;验证了改进粒子群算法的有效性并解决了PID控制器参数整定问题。

基于深度迁移学习的车辆悬架高频异常振动故障诊断

在车辆悬架故障诊断过程中,深度学习故障诊断模型在面对少量样本数据时模型训练效果不佳,导致诊断模型的接收者操作特性曲线(receiver operating characteristic,ROC)的曲线下面积(area under curve,AUC)较小的问题,利用经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方法,对采集的车辆悬架高频振动信号进行分解处理,根据每个经验模态分量(intrinsic mode functions,IMF)的能量,提取高频异常振动故障特征,构建了基于深度迁移学习的诊断模型;以深度卷积神经网络算法为基础,对小样本特征矢量信息进行故障知识迁移处理,通过参数微调更新权值,优化故障诊断模型。实验结果表明:优化后模型的AUC值为0.89,模型故障诊断结果具有较高准确性。

对称悬架混联轮腿机器人结构设计与参数优化

为了实现机器人在地下空间低能耗的灵活运动,文中设计了一种对称悬架混联轮腿机器人,并针对其腿部参数优化问题,提出了一种基于沙猫群算法的性能均衡优化方法(简称均衡优化方法)。结合对称四边形机构与悬架系统,设计了一种对称悬架混联式轮腿结构,并建立其运动学和动力学模型,分析了腿部杆长对单轮腿运动空间和灵活性指标的影响,预优化确定了腿部初始杆长均为0.3 m。在满足轮腿越障规划空间及高灵活性的基础上,为了实现低能耗,建立了轮腿性能均衡优化评价指标,采用均衡优化方法对腿部杆长进行了优化研究。数值计算结果表明:大腿和小腿杆长最优值分别为0.23 m和0.3 m,该轮腿运动能耗为23.18 J,运动空间为0.1322 m2,灵活性指标变化范围为(0.2,1)。优化后灵活性保持不变,运动空间减小了24.54%,能耗降低了22.60%,验证了该方法合理有效,为轮腿机器人的设计与优化提供了一种新的思路。

基于超螺旋二阶滑膜的汽车主动悬架控制方法研究

汽车悬架的控制效果直接影响汽车的稳定性和舒适性,针对一阶滑模控制在主动悬架控制中存在的抖振和控制精度问题,基于汽车二自由度1/4主动悬架模型,提出了一种基于超螺旋二阶滑模控制的汽车主动悬架控制方法。在控制器前端串联一个负加速度反馈回路来调节悬架性能,并使用扩展的超螺旋观测器实时补偿系统的未知内部动态。为了验证控制方法的可行性,通过仿真进行对比分析。仿真结果表明,相比于一阶滑膜控制,该方法解决了悬架未知非线性动态的多目标控制问题,能更有效地改善汽车稳定性和舒适性。

电磁直线悬架主动控制研究

为了提高以直线电机为作动器的电磁直线悬架的动态特性,提出了一种由主环与内环构成的主动控制策略。其中,主环采用通过粒子群算法优化的LQG控制计算出理想主动控制力,内环采用基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的直接推力控制策略跟踪理想主动控制力。建立了电磁悬架动力学模型及直线电机数学模型,并通过试验验证了直线电机数学模型的正确性。同时,为了降低传统直接推力控制中的磁链、电磁推力波动,采用磁链、电磁推力双闭环控制器替换滞环比较器,利用SVPWM模块代替开关选择模块。在此基础上,针对PI控制器鲁棒性差、精度低的缺点,设计了速度环滑模控制器以提高电机系统控制特性。最后对电机控制性能及悬架动态特性进行了仿真分析。结果表明:相较于无控制策略,所设计的主动控制策略使电磁直线悬架车身加速度、悬架动挠度及轮胎动载荷分别降低了21.8%、9.8%及17.6%,有效改善了悬架的动态特性。

三种梨简化棚架栽培树形树冠与产量形成差异比较分析

以梨双臂顺行式树形为对照,对单干单主枝、双干双主枝2种改进型简化棚架栽培树形早期树冠与产量形成进行多年跟踪调查分析.结果表明,与梨双臂顺行式树形相比,单干单主枝、双干双主枝2种树形主干增粗较慢、主枝增长较快,差异达显著或极显著水平;大、中、小型3类结果枝组数量峰值分别出现于定植后第5年、第3年、第3年,均提早1年以上;定植当年至定植后第5年形成花芽数量更多,差异达显著或极显著水平;定植后第2至第6年单位面积累计产量分别增加3009.93、2830.18kg/667m^(2),累计纯收益分别增加23429.44元/667m^(2)与21991.44元/667 m^(2),加快树冠形成与缩短进入盛产期和回收建园成本时间的作用显著.

基于天文周期等时格架预测细粒沉积岩相展布——以鄂尔多斯盆地富县地区三叠系长7段为例

预测陆相不同类型岩相厚度分布是陆相页岩油富集区带优选评价的基础工作,以此开展的不同类型岩相含油条件、储集条件以及可动条件的研究,对靶区优选和水平井段方向部署有着重要的作用。以岩心观察与测井判识为基础,开展测井资料的频谱分析,引入稳定的天文轨道时间周期,进行时空调谐,建立钻井对比的高频层序等时格架,定量计算每个层序旋回内不同类型岩相厚度的平面变化趋势,认识岩相展布规律。针对鄂尔多斯盆地南部富县地区三叠系延长组7段的研究表明,自然伽马测井曲线包括了若干组天文周期信息,其中可以识别出6个完整的稳定405 kyr长偏心率天文周期旋回,以R203井长7段全岩心段观察和测井相特征分析为基础,合理建立高频等时格架进行井间对比。结果表明,泥页岩和纹层页岩主要发育长7_(3)亚段到长7_(2)亚段的底部旋回地层,细砂岩、粉砂岩在长7_(2)亚段中上部到长7_(1)亚段底部的Ⅳ—Ⅴ旋回地层中最为发育;井间横向对比表明,早期旋回的泥页岩和纹层页岩岩相广泛分布,旋回Ⅰ时期主要分布在研究区西南部,旋回Ⅱ时期分布在西部和东—东北部,中部地区局部较厚,而Ⅳ—Ⅴ旋回地层的细砂岩厚度分布由北东—南西的沉积体系控制,平面上呈北—北东往南—南西展布,往西南延伸到ZF27—ZF32井一线,形成了长7段3种源储组合类型。其中纹层页岩与细砂岩岩相配置组合为长7_(3)亚段中上部与长7_(2)亚段中上部—长7_(1)亚段下部层系组合,平面上主要分布在富县地区的中部—北、北东部;页岩岩相厚度发育较好的为长7_(3)亚段,平面上主要分布在富县地区的北东—东部、西南部区域。

扭转减振器式全地形车悬架系统设计及舒适性研究

为解决履带式全地形车辆舒适性及抗冲击性能差的问题,提出一种含弧弹簧阻尼结构的扭转减振器式悬架系统,设计了单负重轮悬架系统并开展动力学建模与舒适性分析,研究了不同工况下整车舒适性及抗冲击性能。研究发现:①单负重轮悬架系统静、动态特性参数值均在合理的范围内;相同路面车速增加时,单负重轮悬架系统车身垂向加速度和悬架动挠度均方根的相对增长率降低;路面等级、车速增加时,单负重轮悬架系统车身垂向加速度传递率(8.5%~6.5%)以较小的数值呈小幅下降趋势。②整车通过D、E级路面和极端路面时,所提悬架系统相对传统扭杆弹簧悬架系统表现出优良的舒适性和抗冲击性,验证了悬架设计方案的正确性和有效性。