超高速电动汽车动力系统的结构与性能研究

超高速电动汽车是为突破电动车极限速度而研发,旨在使车辆达到400mph的速度。车辆动力学模型、传动系统模型和制动系统模型的设计直接影响车辆的动力性能。本文中采用仿真与台架试验相结合的方式,获取车辆的动力性能。结果表明,新一代超高速电动汽车的最高时速可超过400mph。

基于结构分析法的故障诊断理论及其应用研究

为最大化系统的故障诊断能力,快速实现故障诊断系统设计,应用了基于结构分析法(SA)的故障诊断理论,其主要步骤为:利用失效模式与影响分析(FMEA)获得系统的关键故障,建立其故障模型;通过DM分解和FIM分析,进行系统的故障可检测性和故障可隔离性评估;结合最小型超定方程集(MSO sets),并基于解析冗余关系(ARR)和观测器的参数评估方法,实现系统的残差设计。最后以一款AMT换挡执行器为例,利用SA方法对其进行故障诊断能力分析和FDI系统设计,并在MATLAB/Simulink中对FDI系统进行仿真,验证其有效性。

基于模型的汽车电动助力转向系统故障诊断

为实现电动助力转向系统(EPS)的状态监测和关键故障诊断,本文中引入基于模型的结构分析法(SA)故障诊断理论,结合EPS数学模型和系统关键故障,建立系统故障数学模型;利用SA方法中的系统结构表征、DM分解和故障隔离矩阵分析其故障的可检测和可隔离性,获得EPS故障诊断系统最优传感器配置,并得到5组结构最小型超定方程集(MSO sets);设计5组MSO残差,并搭建MATLAB/Simulink故障诊断系统模型,检验5组残差的信号特征和故障状态,验证EPS故障诊断设计系统的有效性,为后续的试验验证奠定基础。

基于结构分析法的汽车ABS故障诊断和识别系统设计与校验

为实现汽车防抱死制动系统(ABS)的实时故障诊断、确定关键故障源的精确位置,本文中引入基于模型的结构分析法(SA)故障诊断理论,并开展ABS的故障诊断与识别(FDI)系统设计和校验。首先结合ABS的数学模型和系统关键故障,建立了初始系统故障模型,并利用SA对其进行故障可检测性和可隔离性分析,为提高ABS的故障诊断能力,研究最优的传感器配置方案;接着通过结构最小型超定方程集(MSO sets),设计系统的残差,进而建立ABS故障诊断和识别系统。最后在MATLAB/Simulink中搭建FDI系统的仿真模型,并对预设的故障进行诊断和识别。结果表明:该FDI系统能检测与定位所有的4个关键故障,其结果与SA理论分析一致,验证了其可行性。

履带车辆传动系统换挡工况瞬态动力学分析

提出了一种分析履带车辆动力传动系统瞬态动力学行为的仿真模型。首先,考虑离合器非线性摩擦系数和齿轮间隙等非线性因素,分别建立发动机、离合器和齿轮副等部件模型并集成为一个动力传动系统集中参数仿真模型。其次,以履带车辆油门开度突变这一瞬态工况为例,分析了过程中发生的齿轮反冲、脱啮和离合器粘滑颤振等动力学现象的机理。最后,利用小波变换进行了时频分析,辨识出了瞬态动力学行为的发生时刻和其在输出转矩中的频率成分,结果表明对应频率为114 Hz的轮齿反冲对传动系统输出转矩有显著影响,频率范围在1 500-5 000 Hz的摩擦元件颤振对输出转矩仍有一定影响,而5 k Hz以上的高频振动则对输出转矩的影响较小。

基于模型的液力变矩器故障诊断系统的设计与校验

液力变矩器是将发动机动力传递给变速器的重要部件,为全面监控其工作状态并保障其可靠运行,运用基于结构分析法(SA)的故障诊断理论,设计液力变矩器的故障诊断与识别(FDI)系统,实现对所有关键故障的检测和定位。基于对液力变矩器系统的关键故障的分析,建立了系统的故障模型;再通过SA中的Dulmage-Mendelsohn分解和故障可隔离性矩阵,进行故障的可检测性和可隔离性分析。结果表明,所有5个关键故障均可检测,且可隔离;通过求解系统的最小型超定方程集(MSO sets),并基于解析冗余关系式理论,完成了FDI系统的设计。在MATLAB中建立FDI系统的仿真模型并进行仿真。结果表明:该FDI系统能检测和隔离出预先设置的所有故障,与SA的理论分析结果一致。

微线段齿轮啮合刚度及其参数影响规律研究

用有限元法研究了一种新齿形齿轮—微线段齿轮的时变啮合刚度,通过与渐开线齿轮的仿真对比研究,确定出微线段齿轮的时变刚度特性优于相同条件渐开线齿轮。同时,找出了微线段齿轮特殊参数对其啮合刚度的影响规律。这些发现为微线段齿轮参数优化提供了依据,也为微线段齿轮动力学研究提供了一些条件。