汽车动力学分析及悬架子系统优化设计

为提高汽车的行驶平顺性及操纵稳定性,在进行整车动力学分析的基础上建立汽车悬架系统多目标优化模型,并提出一种基于改进遗传算法的悬架参数多目标优化方法.该方法改进了传统遗传算法中的种群个体选择机制,锦标赛选择过程由外部非支配集和原种群同时参与,可使多次迭代所得父代种群与子代种群中的最优个体均有机会被选取,保证了新种群的多样性.以某轻型客车为研究对象,选取车身侧倾角、横摆角速度及振动加速度作为优化指标,对悬架系统的弹簧刚度、减振器阻尼系数及稳定杆扭转刚度进行多目标优化.实车实验结果表明:与悬架优化前相比,汽车行驶过程中的车身侧倾角、横摆角速度及质心振动加速度分别下降了12.3%、6.4%和9.8%.所提出的基于改进遗传算法多目标优化策略可合理匹配悬架系统各参数,改善汽车的行驶平顺性及操纵稳定性.     

基于平顺性与操纵稳定性的悬架系统多目标优化

针对汽车悬架系统开发设计中行驶平顺性和操纵稳定性两个目标相互矛盾的问题,以某轻型乘用客车后悬架系统为研究对象,建立了汽车悬架系统多目标优化模型。以汽车行驶平顺性、操纵稳定性为优化目标,选择后悬架弹簧刚度、减振器阻尼系数及稳定杆扭转刚度为优化参数,设计了一种基于改进遗传算法NSGA-Ⅱ的悬架系统多目标优化策略。悬架优化前...     

空气悬架弹性元件特性的理论研究

空气弹簧具有非线性弹性特性,且刚度可变。因装有空气悬架的车辆能较好的改善其行驶平顺性和操纵稳定性,空气悬架的应用日趋广泛。在分析空气弹簧特性和气体流体原理的基础上,理论推导出空气弹簧刚度与充、放气时间的变化关系,加以实例计算,拟合其函数曲线,为空气弹簧台架试验和整车试验提供了依据。     

车辆姿态控制系统悬架阻尼控制策略

提出了车辆姿态控制系统的悬架阻尼控制策略。介绍了调试控制算法的软件在环仿真平台,采用软件在环仿真的方法进行了典型工况阻尼控制算法的调试。结果表明:车辆姿态阻尼控制算法能有效抑制转向“横摆”、“侧偏”与“侧倾”、制动“点头”及高速行驶时过大的的悬架动行程和车轮动载荷,改善车辆的操纵稳定性和平顺性。     

基于Matlab最优控制主动悬架 对汽车侧翻稳定性仿真分析

汽车侧翻是常见的交通事故之一,车身侧倾角在很大程度上影响着汽车的操纵稳定性和乘坐舒适性。通过借助Matlab/Simulink建立四自由度的1/2汽车主、被动悬架模型,分析汽车在不同转弯半径、不同行驶路面以及紧急突发急转弯情况下侧倾角加速度、侧倾角、车身垂向加速度以及侧翻因子。结果表明:在车辆正常转弯时,主动悬架可以很好地降低车辆的侧倾角加速度、侧倾角和车身垂向加速度,且路面对侧翻因子影响较大;在遇紧急情况急转弯时,主动悬架不仅可以大大降低车辆的侧倾角加速度、侧倾角和车身垂向加速度,还可以大幅度降低侧翻因子,有主动悬架的车辆侧翻因子均方根值比被动悬架车辆下降39.04%,很大程度上改善汽车的操纵稳定性、乘坐舒适性及侧翻稳定性。     

越野汽车双横臂式悬架系统平顺性计算及优化

为了在提高汽车行驶稳定性同时改善行驶平顺性,利用可行设计区的理论对汽车平顺性计算,对悬架系统阻尼的匹配进行研究,给出了一种利用统一目标函数法对阻尼比进行优化计算的方法,对高机动越野汽车双横臂式悬架系统的阻尼比进行了优化,使越野车前悬架的操纵稳定性得到改善,后悬架的平顺性得到提高.     

囊式空气弹簧力学特性分析与研究

空气弹簧是空气悬架的关键部件,空气弹簧的力学性能对空气悬架的影响很大。空气悬架具有变刚度非线性阻尼特性,可改善汽车的操纵稳定性和行驶平顺性,其特征曲线可设计成符合车辆振动规律的理想特性曲线。本文根据气体状态方程,推导囊式双变角型空气弹簧刚度与形状系数、内压、容积的关系表达式,建立空气弹簧的数学模型,仿真分析空气弹簧刚度与几何形状系数、弹簧内压、弹簧容积的变化关系。为空气弹簧的设计提供参考和依据.     

磁流变阻尼器的神经网络建模及应用

对非线性的磁流变阻尼器进行建模,建立单个磁流变阻尼器的神经网络正模型和神经网络逆模型,设计了两种四磁流变阻尼器的神经网络逆模型,通过两层控制策略将它们应用于汽车半主动悬架控制.结果表明:第1种神经网络逆模型对簧载质量的垂直加速度、俯仰角加速度和侧倾角加速度具有较好的控制效果,可有效改善车辆的行驶平顺性和操纵稳定性;第2种神经网络逆模型还有待改善.     

某客车液压互联悬架刚度参数设计研究

针对国内某客车设计开发一种新型液压互联悬架系统,主要根据悬架操纵稳定性和平顺性要求对系统关键部件以及参数进行匹配设计计算并仿真分析.根据上述方法开发安装该系统样车,按照操纵稳定性和平顺性国标试验方法对比原车与设计样车性能,对比表明设计样车在不降低原车平顺性的同时,操稳性能显著提高,验证了该系统刚度参数设计方法的有效性.     

麦弗逊式前悬架系统结构设计与运动仿真分析

汽车悬架性能对操纵稳定性与行驶平顺性具有重要影响。文章以紧凑型轿车奔腾B30为目标车型,根据其车型参数、用户需求,匹配相适应的前悬架类型为麦弗逊式。对麦弗逊式悬架关键零部件包括弹簧、减振器、横向稳定杆进行结构设计和强度校核。基于以上设计计算结果,利用ADAMS/Car构建了简化的悬架模型,给予车轮同向激励,获得前轮定位参数变化范围,通过修改硬点位置获得合理的前轮前束角的变化范围,改善了汽车操纵稳定性。     

飞机牵引车主动悬架的最优控制

针对飞机牵引车主动油气悬架的控制问题,提出了一种以悬架和车身之间作用的合力为研究对象的设计方案,解决了因油气弹簧刚度和阻尼的非线性给控制系统带来的问题.以提高飞机牵引车的乘坐舒适性和操纵稳定性为控制目标,采用最优控制理论,根据车身加速度、悬架动行程和轮胎变形量三个指标的容限,给出权重系数矩阵,进而求得反馈控制矩阵.仿真...     

基于平顺性的汽车悬架主要参数设计方法

针对汽车悬架设计中弹簧刚度和阻尼系数的选取估算精度低、不能同时获得平顺性评价的问题,提出了一种克服上述问题的悬架主要参数设计方法。通过频域分析给出悬架主要参数与性能参数关系图,运用该图在已知悬挂质量、非悬挂质量和轮胎刚度等参数的情况下设计悬架刚度、阻尼和动行程。可在设计的初始阶段对悬架刚度和阻尼进行有效匹配,并对采用相应参数汽车的平顺性和轮胎抓地性能进行较准确的预测。该方法可提升悬架设计的效率和质量,可根据用户需求进行针对性设计和系列化设计。     

汽车主动悬架H2/H∞多目标优化控制

为协调主动悬架各项相互冲突的性能,采用基于H₂/H_∞混合控制进行约束优化,解决半车电液主动悬架系统多目标优化控制问题。选择路面扰动到悬架质量垂直加速度和俯仰角加速的闭环传递函数的H₂范数为平顺性指标,路面扰动到悬架动行程、主动控制力和轮胎动位移的闭环传递函数的H_∞范数为操纵稳定性指标,选择合理的γ₁值,最终求出全状态最优控制律。仿真中假设平整路面上有一个包块,作为路面扰动脉冲输入,将该控制方案与半车被动悬架的时域仿真结果进行对比。结果表明该方案较好地解决了舒适性与操纵稳定性指标之间的矛盾。     

基于十自由度车辆模型的汽车平顺性分析

通过建立十自由度车辆动力学模型,对汽车平顺性进行分析.运用振动理论分析了车辆的传递函数和振动特性,并通过讨论选择了车身质心加速度、悬架动挠度、车轮相对动载荷、车身俯仰角加速度等参量作为平顺性评价标准.通过Matlab/Simulink对车辆振动特性进行仿真,讨论了轮胎刚度和动力总成悬置刚度对平顺性的影响.结果表明,两者的增加均导致汽车平顺性变差.通过仿真实例可见,该动力学模型可利用设计初期的车辆参数对汽车平顺性进行预测和评估,从而减少样车开发成本.     

基于平顺性某型汽车悬架的优化选择

研究了汽车悬架参数与平顺性的关系,并在此基础上探讨了悬架参数的优化设计．将某一区间的悬架刚度与阻尼比等分为若干份并进行排列组合,然后将每一组参数代入汽车三自由度振动模型并进行平顺性分析计算,从中优选出汽车振动系统“输出”较好的悬架参数组合．     

Observer-based hybrid control algorithm for semi-active suspension systems

In order to improve ride comfort and handling performance of the vehicle, an adaptive hybrid control algorithm is proposed for semi-active suspension systems. The virtues of sky-hook is combined with ground-hook control strategies and a more suitable compromise for the suspension systems is chosen. The hybrid coefficient is tuned according to the longitudinal and lateral acceleration so as to improve the vehicle stability especially in high speed conditions. Damping continuous adjustable absorber is used to continuously control the damping force so as to eliminate the damping force jerk instead of traditional on-off control policy. Based on suspension stroke measured by sensors, unscented Kalman filter is designed to estimate the suspension states in real-time for the realization of hybrid control, which improves the robustness of the control strategy and is adaptive to different types of road profiles. Finally, the proposed control algorithm is validated under the following two typical road profiles: half-sine speed bump road and the random road. The simulation results indicate that the hybrid control algorithm could offer a good coordination between ride comfort and handling of the vehicle.     

Improvement of the lateral stability of vehicle suspension incorporating inerter

As a newly proposed two terminals mechanical element, inerter has been successfully applied in vehicle suspension system to improve its vertical vibration isolation performance. The novelty of this paper is to explore the advantages of lateral stability of vehicle suspension by the use of inerter element. A full car model considering the steering condition is built, and the standard fishhook steering input is chosen to test the lateral stability of the suspension system. By considering the ride comfort performance and the rollover resistance performance, three basic suspension layouts incorporating inerter element are optimized by means of genetic algorithm. Constraints of the suspension working space and road holding ability are also taken into account during the optimization. Two steering input condition, namely the sine-steer input and the fishhook steer input are performed to evaluate the vehicle suspension performance. Results show that, the ride comfort and the lateral stability of the vehicle suspension system can be synchronously improved by including the inerter element.     

基于ADAMS的汽车平顺性建模仿真及优化

针对某型轿车,在Adams/Car中建立整车仿真模型,并进行平顺性仿真,对整车底盘垂直方向的加速度和功率谱进行了分析。通过Adams/Insight进行整车的优化设计,对整车的前后悬架的参数进行了优化分析,使得整车平顺性得到提高,从而验证了该方法在汽车行驶平顺性优化中的可行性。