基于Simulink单气室油气混合式悬架输出特性分析

单气室油气混合式悬架被广泛应用在各类重载车辆,其输出力特性模型对结构设计具有重要影响。结合单气室油气混合式悬架的结构和运动特点,采用不同的油液和气体状态分析方程,对弹性力和阻尼力等进行分析,获取油气悬架输出特性的数学模型。基于数模模型,应用Simulink搭建油气悬架输出特性的仿真分析模型,获取车辆前后悬架的行程范围;选取输入激励信号频率在(0.5~10)Hz、幅值在(5~50)mm之间,不同参数进行分析,获取激励参数对输出特性的影响规律;搭建1/4车辆油气悬架试验台架,施加周期性外部激励,获取试验测试和模型仿真的输出特性关键参数,以验证数学模型和仿真模型的可靠性。结果可知:输入激励幅值不变,当频率增大时,压缩状态,输出力变化较小,最大值保持不变;而伸长状态,变化加快,最小值减小,极值均出现在平衡位置;当输入激励频率不变,而幅值增加时,压缩状态,输出力变化较小,最大值增加;伸长状态,变化加快,最小值减小,出现在平衡位置附近;试验和仿真的加速度均方根值基本一致;功率谱密度的频率值与输入值保持一致,均为1Hz,而仿真幅值略大于实测值;输出力曲线,仿真结果与试验结果相差不大;输出力特性参数误差较小,均小于5%;结果表明所建立的数学模型及仿真模型的准确性,能够比较准确的预测分析油气悬挂缸的输出力特性,为此类设计提供参考。

单点常导电磁悬浮实验装置研究

为了研究单点常导电磁悬浮系统的系统结构和控制算法,该文设计一套小型实验装置。针对现有悬浮斩波器输出的电流纹波较大和悬浮损耗较高等问题,使用第三代功率半导体SiC MOSFET优化悬浮斩波器,实现高开关频率和低开关损耗。实验结果表明,基于SiC MOSFET的悬浮斩波器可有效降低电流纹波并减小功率损耗。单点常导电磁悬浮实验涉及自动控制原理、电力电子技术、模拟电路、数字电路等多门学科,该装置可作为自动控制原理和电力电子技术的实验教学装置,帮助本科生深入课程内容和提升实践动手能力。

内充种式大豆排种器仿真和试验研究

为了实现大豆单粒精密排种,从而节约种子用量,使用EDEM软件设计内充种式大豆排种器,针对5个黄淮海地区普遍种植的大豆品种,对内充种式大豆排种器的性能进行仿真试验,分析排种器工作转速对排种器的单粒率的影响,并进行台架试验验证。结果显示:仿真试验中排种器工作转速在30 r·min^(-1)时单粒率为90.81%~95.42%。台架验证试验中排种器工作转速对单粒率有明显影响,排种器转速在30 r·min^(-1)时,5个品种大豆种子的单粒率为89.88%~94.13%,重播率为4.75%~9.61%,漏播率为0.12%~2.04%,试验值均符合排种器的工作性能行业标准。仿真结果与台架试验结果最大误差仅为4.39%,该仿真设计可以为排种器关键零部件的优化提供理论依据。

液电耦合式车辆可控ISD悬架性能分析与试验研究

为了探索车辆可控ISD(inerter-spring-damper)悬架的实现形式与隔振潜能,提出一种液电耦合式车辆可控ISD悬架系统。首先,介绍新型液电惯容器的基本结构和工作原理,以车辆1/4悬架模型作为研究对象,搭建液电耦合式车辆ISD悬架的动力学模型。然后,以提升悬架综合性能为控制优化目标,设计基于液电惯容器的车辆ISD悬架单神经元PID控制器,应用多目标遗传算法对控制参数进行优化求解,在随机路面输入条件下仿真分析液电耦合式车辆可控ISD悬架的隔振性能。最后,研制新型液电惯容器试验样机,并搭建液电耦合式车辆可控ISD悬架试验台架,基于dSPACE进行半实物仿真试验。研究结果表明:与传统被动悬架相比,液电耦合式ISD悬架的车身加权加速度均方根下降了7.8%,悬架动挠度均方根下降了13.8%,悬架综合性能得到显著改善,为车辆可控ISD悬架的研究提供新思路。

质量式智能型喷油泵试验台的研制

柴油机喷油泵性能的好坏直接决定着柴油机的动力性、经济性及排放,喷油泵试验台是柴油机车制造和修理厂检验、调整喷油泵不可缺少的设备。就喷油泵试验台国内外的发展现状,以及喷油泵试验台的各种量油系统(如量筒法、容积法、流量法、光栅尺测量法)的测量原理进行了简述,并对存在的问题进行了分析。为解决当前喷油泵试验台量油系统量油误差大和效率低的问题,针对新型质量式智能量油系统的设计结构、工作原理、性能参数等作了详尽的介绍。研究的主要内容包括:喷油泵质量式量油装置的设计、传感器信号的采集、D/A、A/D转换电路与单片机接口电路的设计、键盘显示器接口的设计和软件系统的设计,并对喷油泵量油装置的喷油量进行了试验。

纯电动汽车实验台架用直流电源稳压控制器设计

针对纯电动汽车实验台架使用蓄电池作为实验能源存在难以保证实验连续性与长期性的问题,提出了用整流电路代替蓄电池作为实验台架设备能源这一方案。采用电容滤波加单片机闭环控制稳压的方法克服了整流电路输出电压纹波系数过大、输出电压随负载变化等缺点,保证了整流电源输出电压动态稳定。实验测试表明,该电源近似具有恒压源的输出特性,可以替代蓄电池组作为纯电动汽车实验台架的动力能源。

喷油泵试验台计算机控制系统设计

利用单片机、PC上位机结合自动控制技术设计一套控制系统,对6PSD30-1型电子控制喷油泵试验台进行技术改造,实现试验台量油时对其喷油次数预置、计数、显示,计满后自动停止和主轴转速预置、测速、调速、显示及各缸喷油量的显示,从而将电子控制喷油泵试验台改造成为智能型喷油泵试验台。

柴油机进气压力波模拟台架试验研究

为在单缸柴油机试验结果的基础上预测整机性能,在单缸柴油机试验台上开展了多缸柴油机进气歧管内压力波的模拟研究。根据单、多缸柴油机进气压力波的测试对比分析,利用boost仿真工具建立仿真计算模型,用计算结果指导模拟装置的设计。在单缸柴油机试验台上对压力波模拟装置进行了验证,证实了进气压力波台架模拟的可行性,为多缸柴油机的性能预测提供了有效的指导方法。

混合动力轻型皮卡车能量管理策略研究

以优化燃油经济性为主要目标,针对单轴并联柴油发动机-电动机混合动力轻型皮卡车开发了基于逻辑门限的能量管理策略。根据柴油机的万有特性图对需求扭矩设置了上、下门限参数,并对电池SOC设置了门限,尽可能保证发动机和电动机同时工作在高效率区域内,并对此策略进行了仿真和台架试验。结果表明:该控制策略能使转矩合理分配,并使电池的电荷状态处于平衡,优化了发动机的工作点,提高了整车的燃油经济性。经多次循环试验,得出该策略可使配套车辆节油约14.73%,排放达到国5标准。

基于单片机的汽车底盘测功机试验台检测系统设计应用

介绍了底盘测功机试验台的工作原理,完成了基于单片机的汽车底盘测功机试验台检测系统的设计,并系统论述上位机与试验台间的数据采集和数据通信过程。在Visual Basic环境下,实现上位机与单片机间的数据传输,完成了对底盘输出功率的检测,升级改造了检测系统。实际检测结果表明本设计方案实用性较高,可满足汽车检测任务的要求。

基于单片机技术的汽车底盘测功机试验台检测系统设计与应用

设计了基于单片机技术的汽车底盘测功机试验台检测系统,介绍了底盘测功机试验台的具体工作原理,并系统介绍上位机与试验台间的数据采集和数据通信过程等设计,在Visual Basic环境下,实现上位机与单片机间的数据传输,完成了对底盘输出功率的检测,升级改造了检测系统,实际检测结果表明本设计方案实用性较高,可满足汽车检测任务的要求。

浅谈单轨转向架跑合试验台变频器方案设计

通过分析单轨转向架地面跑合试验特点,并根据该转向架跑合试验的具体速度等级要求,通过对车速与电机转速以及车速与变频器输出频率之间的关系换算,具体提出了单轨转向架跑合试验台变频器的设计方案。

基于ANSYS及加速寿命试验台对油缸单耳环活塞杆杆头断裂进行设计改进

该文对某工程机械油缸单耳环活塞杆杆头断裂进行失效分析,提出了在毛坯锻造工艺满足设计要求的条件下,单耳环活塞杆杆头变截面处应力集中导致残余应力过大,是单耳环活塞杆杆头断裂的主要原因。从这方面出发,优化了单耳环活塞杆杆头变截面处的残余应力,通过ANSYS软件对优化后的结构进行应力分析,并用油缸加速寿命可靠性试验台做2F台架实验和整机多批次小批量试装来验证改进措施的有效性,最终提高了油缸单耳环活塞杆杆头在极限工况下抗疲劳的强度。

单轮对滚动试验台轮轨黏着-蠕滑虚拟试验系统

单轮对滚动试验台是模拟轮轨关系多项复杂性能试验的高精度试验系统,轨道车辆轮轨黏着-蠕滑特性受多种变量综合作用影响,试验过程复杂、设计难度大、试验结果不稳定。该文研发一种滚动基于Unity3D和UM联合仿真的滚动试验台虚拟试验系统。该系统中单轮对滚动试验台动力学仿真模型通过UM建立,应用Unity3D建立虚拟仿真环境,利用MATLAB、C#完成数据的处理与传输,在虚拟环境下设计并实现多变量作用的滚动试验台黏着-蠕滑性能虚拟试验。结果表明,该系统不仅可实现多变量作用的黏着-蠕滑特性试验设计和实验结果分析,且交互性好、试验沉浸感强,能模拟多项重要的性能试验,从而降低试验成本。

足腿式机器人虚拟机身模拟测试平台

针对现有足腿式机器人测试平台自由度少且缺乏变负载测试能力的问题,设计了“3+3”构型测试平台,并提出了一种非线性导纳控制策略,实现测试平台对待测单腿的动态力加载,模拟机身对单腿的力作用。建立“3+3”运动学模型;设计导纳控制器将测试平台与待测单腿间的交互力转化为期望的运动轨迹;引入非线性期望阻尼与期望刚度提升动态力跟随性能。结果表明,非线性导纳控制策略较经典导纳控制策略动态力跟随性能有明显改善,实现测试平台对单腿较准确地动态力加载;通过多自由度复合加载较真实地模拟出足腿机器人机身对单腿的动态力交互过程。

基于Adriano单片机的伺服实验台的研制

采用Adriano单片机实现对伺服电机的控制。阐述了该实验台的机械结构,绘制出了系统硬件框图,编写了控制程序,搭接了系统电路,实现了单片机控制伺服电机的插补控制。通过实验证明,该系统具有定位精确、起停运动平稳、响应快等特点,同时可作为一些演示实验和开放实验的实验台和教具,提高学生的应用单片机控制伺服电机的能力。

轮对跑合试验台温度检测系统硬件设计

设计了轮对跑合试验台温度检测系统.采用单片机控制技术,集温度信号采集、状态监测、超温报警、数据显示、信号分析和故障诊断为一体.轮对跑合试验台温度检测系统能够防止因轴承生产及组装质量问题而引发的轮对运行早期的热轴、燃轴等事故.

柴-电混合动力单元的CAN网络优化方法研究

柴-电混合动力单元是基于ISG电机的柴-电混合辅助动力单元,由于动力单元模块化、高度集成化,CAN总线无法远离ISG电机等干扰源,将会影响整个单元的正常工作。本文提出采用单节点接地、提高CAN网络屏蔽效果等方法,解决高压电环境下CAN网络受干扰问题,提升整个单元的CAN网络通讯。经台架试验验证,该方法既满足整车的需求指标又提升系统的可靠性。

动平衡测试实验台的平衡分析与设计

转子作为旋转机械主要部件,其质量不平衡引起的非线性旋转振动易导致机械故障,因此,从确保旋转机械安全稳定运行的角度看,旋转机械的转子动作平衡具有重要的现实意义和研究价值。在动平衡测试试验台的基础上,对其机械机构进行改良,并且设计了用MCS-96系列8098单片机微处理器控制的动平衡测量系统,利用振动传感器收集不平衡信号,用单片机处理,将所测结果用数码显示器显示出来,使系统具有高可行性且使用方便。

湿球温度计自动加湿装置的设计

为了提高空气焓差法的热计量精度,旨在提高干湿球温度的测量精度。影响湿球温度测量精度的因素主要有取样风速和湿纱布的含湿量。湿纱布周围的风速为5~7 m/s时,所测的湿球温度较为准确。而在这个风速下,加快了湿纱布的水分蒸发,湿纱布含湿量降低,直接使测量精度降低。基于单片机设计了自动加湿装置,一方面保证了湿纱布的含湿量,另一方面解决了因频繁加水而带来的试验不便的麻烦。另外,为了试验装置系统的安全性、规范性、配套性,设计了自动加湿装置套筒和干湿球温度测试台。配套零件的设计不仅保证了蒸馏水的洁净度,而且有利于提高试验精度。