The mathematical model and simulation of the electrostatic suspension system in the vertical direction

In order to research the vibration law of electrostatic suspension systems in the vertical direction, the mathematical model as a nonlinear differential equation is established. A series of simulation is carried out. The results show that the solution of the differential equation is a periodic function. The amplitude becomes bigger with the original velocity increased. The period becomes smaller with the original velocity increasing. The numerical methods are presented to derive the amplitude and the frequency, and the results coincide with that of the simulation. The condition during which the simple harmonic vibration arises is pointed out. The expressions for the amplitude and the period of simple harmonic vibration are derived respectively, and the results are the same with that of the simulation. This study is helpful for researching the vibration characteristics of the electrostatic suspension system. The external disturb should be controlled to lower the amplitude and the frequency of the vibration.

基于Simulink单气室油气悬架仿真分析

从单气室油气分离式油气弹簧的结构分析,根据工作原理建立油气弹簧刚度阻尼特性的数学模型和油气悬架二自由度振动模型,使用Simulink搭建仿真模型,分析油气弹簧的特性曲线,并在随机路面激励下得出悬架振动响应曲线。结果表明,油气弹簧具有初始阶段刚度变化小,随位移增大刚度变化大,以及伸张行程和压缩行程阻尼不同的特点,对比普通悬架振动响应曲线,车身加速度减小46.7%,车轮动载荷降低51.6%,油气悬架的整体性能优于普通悬架。

基于ADAMS与Simulink工程车辆油气悬架非线性建模分析

工程车辆油气悬架建模存在诸多非线性影响因素,根据其结构特点和工作原理,基于气体状态方程和油液孔口出流方程建立其非线性数学模型;并以此为基础搭建Simulink数学模型和ADAMS油气悬架试验台多体动力学模型;为验证模型准确性,搭建油气悬架试验台,进行油气悬架动态特性试验,获得激励频率变化对油气悬架动态特性的影响规律。对比分析联合仿真和试验结果验证了非线性数学模型和联合仿真模型的准确性与可靠性,为工程车辆油气悬架系统的特性研究及整车动力学特性研究提供了参考。

自卸车油气悬挂数学模型仿真研究

针对某自卸车前油气悬挂系统的结构和工作原理 ,建立其非线性数学模型 ,并利用该模型对油气悬挂工作特性进行了仿真研究 ,分析了初始充气体积和阻尼孔直径对其工作特性的影响。

无轴承异步电机数学模型与解耦控制

针对无轴承异步电机是一个强耦合的非线性复杂系统,实现其电磁转矩和径向悬浮力之间的成功解耦是电机稳定悬浮工作的关键问题。在给出了无轴承异步电机径向悬浮力产生原理的基础上,推导了径向悬浮力和电机旋转部分的数学模型,并采用转子磁场定向控制策略设计了无轴承异步电机矢量控制系统,利用Matlab/Simulink工具箱对该控制系统进行了仿真。仿真试验表明,该控制系统不仅可以实现转子稳定悬浮,而且实现了径向悬浮力和旋转力矩之间的解耦控制,电机具有良好的动、静态性能。

苯与十二烯烷基化悬浮床催化精馏塔的模拟

建立了苯与十二烯烷基化悬浮床催化精馏过程的动态平衡级模型,模型对过渡过程达到定态时的系统性能预测与定态实验数据和定态模拟结果吻合良好.利用模型模拟,就苯的进料位置、苯和混合烃进料流量的正向扰动对系统性能的影响进行了研究.结果表明:在给定条件下系统仅存在一个定态;反应段最后一块塔板是苯的最优进料位置;系统对于所施加量级的扰动是稳定的,其抗干扰能力很强.

汽车油气悬挂系统数学模型与计算机仿真研究

在分析汽车油气悬挂系统的结构形式与工作原理的基础上,建立了油气悬挂系统非线性数学模型,并应用Matlab软件编制了计算机仿真程序,可以模拟得到在不同激励作用下油气悬挂系统的性能曲线,并进行了油气悬挂系统性能的试验研究。将仿真结果与试验数据进行对比,结果表明所建数学模型是正确的。

油气悬挂系统非线性数学模型的建立及其计算机仿真

建立了起重机油气悬挂系统非线性数学模型,应用Matlab/Simulink软件编制了计算机仿真程序,仿真结果与试验数据进行了对比,在证明此数学模型基本正确的基础上通过仿真得到了参数变化对系统性能的影响,为参数设计提供了依据。

低速磁浮车辆曲线通过动态响应仿真分析

结合青城山磁浮列车示范线工程,开展低速磁浮车辆动态曲线通过性能研究。建立35个自由度的磁浮车辆空间模型,考虑主动电磁悬浮与导向,仿真分析低速磁浮车辆曲线通过动态响应。计算结果表明,低速磁浮车辆可以60km·h-1速度安全通过半径300m的曲线,以90km·h-1速度平顺通过半径1100m的无超高曲线。低速磁浮车辆小半径曲线通过能力主要受车/轨横向间隙的影响,大半径曲线可不设置超高,但最大通过速度主要受乘坐舒适性的制约。

无轴承永磁同步电机控制系统设计与仿真

无轴承永磁同步电机是自身具有磁悬浮轴承功能的新型特种电机,是一个复杂的强耦合的非线性系统,建立无轴承永磁同步电机径向悬浮力和电机数学模型,是设计无轴承永磁同步电机控制系统的前提,实现其径向悬浮力和电磁转矩之间的解耦控制是电机稳定运行的基本条件。该文在介绍无轴承永磁同步电机径向悬浮力产生原理的基础上,推导了径向悬浮力和电机数学模型,采用基于转子磁场定向控制策略设计了无轴承永磁同步电机矢量控制系统,利用Matlab的Simulink工具箱构建了矢量控制系统,对无轴承永磁同步电机的转速、转矩及转子起浮性能进行了仿真。仿真结果表明控制系统不仅可以实现转子稳定悬浮,而且电机具有良好的动态性能。

汽车振动系统状态空间模型的研究

利用拉格朗日方程,建立了带非独立悬架的汽车多自由度振动系统的运动微分方程。基于现代控制理论,建立了汽车振动系统的状态空间模型,提出了某车型的一套仿真参数值。通过系统模态分析,计算出该车型振动系统的固有频率与主振型。利用仿真分析与实车的试验方法分析了状态空间模型误差,验证了所提出的模型及其参数值的有效性。研究结果表明,建立的汽车振动系统状态空间模型及析取的参数值是有效的。

车辆悬架系统数学模型改进及仿真研究

首次利用坐标变换的方式建立了车辆悬架系统模型,把工程中常用的加速度信号作为模型的输入,不仅提高了模型的计算精度,而且更加具有实用性。选取典型路面,通过实际测量的方式获取前、后桥的加速度信号,对多个方案进行优化仿真,得到了合理的悬架匹配方案。相关的模型及研究方法为悬架系统的合理设计提供了理论依据,为今后车辆进一步仿真研究提供了参考。

油气悬架数学建模及仿真研究

建立了双气室油气隔离式油气悬架复杂的非线性数学模型。数学模型中引入了微分的概念,考虑了液压油的可压缩性、液压软管的膨胀和长度以及液压油在管道流动过程中由于截面积突变、管道长度等引起的两种压力损失,使数学模型更真实准确地反映了物理模型。利用MATLAB/S imu link为数学模型编制了仿真程序,以正弦波作为输入信号进行仿真,通过仿真曲线对油气悬架的阻尼特性、刚度特性以及频率特性进行了详细地分析,并研究了影响油气悬架性能的各种因素,为油气悬架的参数优化和匹配奠定了基础。

一类非线性系统的在线建模新方法

为减少非线性系统的Volterra级数模型在线建模的计算量,根据多模型合成的思想,提出一种基于预设模型在线合成被测系统当前Volterra级数模型的新方法,建立了模型合成的公式和方法.仿真实验表明,该方法具有较高的建模精度,能有效减少Volterra模型在线建模的计算量,并且易于工程实现.

油气悬挂非线性数学模型及性能特性的研究

以工程车辆的减振性能为研究目的 ,以 CXP1 0 32起重机油气悬挂为研究对象 ,采用理论和试验相结合的方法 ,介绍了油气悬挂的结构和工作原理 ,根据其单缸物理模型建立复杂的非线性数学模型 ,确定了一组参数值 ,用德国 SCHENCK公司生产的全路面模拟试验台分别对单缸及整车进行试验 ,用 MATLAB5 .3/SIMULINK3.0软件进行计算机仿真 ,试验结果与计算机仿真结果基本吻合 ,表明所建立的数学模型适用于被研究的油气悬挂 ,以此为依据分析油气悬挂的非线性刚度特性、阻尼特性及减振性能等性能特性 ,为油气悬挂的国产化提供可靠的理论和实践依据。

模糊PID控制在磁流变半主动悬架中的应用

为了综合体现汽车车身的垂直跳动、俯仰变化以及侧倾问题,建立了七自由度半主动悬架非线性动力学模型和四轮随机路面模型,并加入了制动模块和转向模块。采用改进型Bouc-wen模型来模拟磁流变阻尼器。利用Fuzzy-PID复合控制技术,即利用模糊规则实现了对PID参数的在线修改,使控制器能按操作者最初设定的规则进行自动调整,以便获得更好的控制性能。仿真结果表明:与常规PID控制相比,Fuzzy-PID控制具有更好的控制效果,不仅能够更有效的降低车身加速度、侧倾角加速度与俯仰角加速度,而且能较大的改善悬架动扰度,提高车辆的舒适性和安全性。

高速列车弹性车体垂向振动与悬挂参数设计

高速铁道客车车体受轨道激扰力的作用产生弹性振动,影响客车运行平稳性。为了分析车体弹性振动与车体悬挂参数关系,基于刚柔耦合动力学原理,建立了客车垂向动力学模型,根据共振理论及模态叠加原理计算了系统固有频率和响应功率谱,分析了车辆系统悬挂参数和运行参数对振动的影响。仿真发现弹性车体振动响应大于刚性车体,车体一阶垂弯振动对弹性振动的贡献最大。在满足结构条件下,适当降低一、二系悬挂垂向阻尼、一系悬挂垂向刚度可减小车体弹性共振,系统各个部件自振频率控制、车体垂向悬挂阻尼控制可实现整车模态及局部有害模态控制。

车辆座椅悬架自适应模糊PID控制及仿真

为提高车辆座椅悬架减振性能,建立了简化的三自由度车辆座椅悬架模型,结合模糊控制与PID控制理论提出了座椅悬架自适应模糊PID控制方法。该方法中以座椅垂直振动速度的误差为控制参量设计了PID控制器,将座椅垂直振动速度误差及误差变化率作为模糊控制器的输入变量,利用模糊控制规则对PID控制器参数进行在线自调整。以C级路面白噪声随机信号为输入,利用MATLAB/Simulink对自适应模糊PID控制器进行了仿真。结果表明:相对于不加控制和PID控制的座椅悬架系统,自适应模糊PID控制方法可以明显改善座椅质心处的垂直振动加速度。

载货车驾驶室悬置系统试验仿真与优化

为从某新型载货车的三种驾驶室悬置参数水平值中找出最佳匹配值,进行样车道路试验;应用多体动力学软件建立驾驶室悬置系统虚拟样机模型,通过对比驾驶室悬置系统振动加速度功率谱密度曲线验证仿真模型的可信性。最后以减小驾驶室地板加速度功率谱密度的均方根值为目标,以悬置系统螺旋弹簧刚度、减振器阻尼为因子,运用试验设计技术对驾驶室悬置参数进行优化,改善了驾驶室悬置隔振性能,找出了适合该车型的最佳参数匹配值。

基于随机线性二次最优的磁悬浮控制系统

在分析电磁型(EM S)磁悬浮列车悬浮系统结构特性的基础上,建立了单磁铁磁悬浮系统的数学模型。采用随机线性二次最优的控制策略设计系统控制器,研究了在不同性能指标加权阵的情况下,该磁悬浮控制系统对具有初始磁间隙和受到外力干扰后磁间隙随时间变化的控制效果,并给出仿真结果,为磁悬浮控制系统的设计提供参考。