车辆系统集成化建模与换档规律特性仿真

将传动系统的虚拟样机模型与操纵控制系统的模型集成起来,实现对包括发动机、液力变矩直至行动系统在内的换档动态特性的仿真,建立换档规律、液压控制系统、动力传动系统及行动系统的集成化模型,并在虚拟样机及控制软件中实现多学科多软件的联合仿真,在对车辆的32 km/h加速性能的仿真试验中,得到相应的仿真时间以及相关动力传动系统的动态特性.     

综合传动系统虚拟样机建模与仿真平台研究

液力机械综合传动系统是现代履带装甲车辆的主要传动形式,都为系列化产品.传动系统虚拟样机技术是提高设计质量,缩短研制周期的重要技术之一.通常的方法是采用分块建模,手动组装,效率低,难以满足新型传动系统及部件快速设计性能仿真的需要.采用自顶向下设计方法,基于模块化和参数化思想,以动力学软件ADAMS为开发平台,综合运用ADAMS/Solver语言和cmd命令建立一个以模块为基元、能够自动化搭建车辆传动系统的虚拟样机建模仿真平台.应用表明,该平台满足了传动系统性能仿真平台快速构建的需要,达到缩短传动系统的研制周期的目的.     

某电机驱动式自动机传动系统设计

为了提高考核自动机工作可靠性的效率,节约物理样机实弹射击试验成本,提出了电机驱动式自动机的概念,重点对传动系统进行了设计。以某导气式自动机为试验对象,利用Solidworks和ADAMS软件建立了电机驱动式自动机传动系统的虚拟样机模型,通过比较仿真结果与物理样机实测数据,证明了所建虚拟样机的可信性,从而从理论上证明了该套系统的可行性,为进一步的设计工作提供了依据。     

基于虚拟样机的定动瓣成穴机构仿真分析

利用虚拟样机技术在UG和ADAMS软件中建立了一种舵轮式定动瓣穴播器的虚拟样机,在ADAMS的用户界面模块、求解器模块和后处理模块中对穴播器的三维模型和力学模型进行了仿真分析,内容包括运动轨迹、成穴形状、穴孔大小影响因素分析、顺利投种条件等,得到了穴孔大小和穴播器可靠转速仿真数据.对仿真数据进行方差分析和正交试验分析,...     

建模与仿真在空调压缩机虚拟样机开发中的应用

该文介绍了建模与仿真技术在开发新型汽车空调旋叶式压缩机虚拟样机中的应用，该虚拟样机由产品的三维几何模型，动力学模型和反映其工作过程（热力学，流体力学，传热传质等过程）的动态数学模型为基础，利用虚拟样机对对压缩机性能进行了仿真研究和优化。     

柴油内燃机车辆动力与传动系统建模

研究车辆驾驶仿真系统,为达到真实地仿真车辆运动的特性.针对车辆优化运行速度、加速度等性能,需建立实车动力与传动性能的数学模型.在构造了虚拟车辆数学模型框架基础上,根据柴油内燃机车辆动力与传动系统原理,采用曲线重建、数据拟合方法建立了实车运动学、动力学数学模型.通过驾驶仿真器的操作信号,用建立的内燃机、传动系统数学模型求解虚拟车辆运动及动力参数.将采集的实车运行特性数据与求出的虚拟车辆的数据进行了对比分析,结果证明内燃机、传动系统的数学模型与实车系统运动与动力性能的相似程度较高,利用建立系统为实际研究提供参考.     

虚拟样机技术在汽车变速箱设计中的应用

该文在介绍机械系统动态仿真理论基础，分析机械系统动力学分析软件ADAMS／Engine模块中齿轮传动的算法原理和参数化建模方法基础上，采用虚拟样机的方法对某型号汽车六档变速箱进行仿真分析。在Pro／Engineer中建立了汽车变速箱的三维模型，结合ACF方法在ADAMS／View中实现了换档变速过程的运动仿真，在ADAMS／Engine模块中建立变速箱传动齿轮的参数化动力学模型，并对第五档斜齿圆柱齿轮的传动进行了动力学仿真分析。在模型输入端输入转矩作为动力，在输出端施加各种模拟载荷，仿真后得到了与实验基本一致的动力响应曲线。该文为齿轮和轴的强度校核、机构优化及噪声控制提供了依据，为改进和优化变速箱提供了有效的实验方法。     

轻型履带式移动机器人虚拟样机实现方法

简要介绍了虚拟样机及其支撑技术。针对虚拟样机动力学仿真软件ADAMS建模功能一般的特点，提出采用SolidWorks与ADAMS结合的三维建模与动力学仿真的通用方法。在轻型履带式移动机器人的虚拟样机构建中，考虑到履带部件建模及添加运动副、受力等操作的重复性，以ADAMS宏命令来建立参数化的虚拟样机模型，然后进行仿真分析并绘制结果曲线。     

基于Jack的虚拟维修样机交互行为建模方法研究

虚拟维修仿真是近年来出现的一种新的采用计算机动画、虚拟现实等技术,进行维修设计和维修训练等的方法,其基本思路是建立设备的虚拟样机,在虚拟环境中模拟特定的维修活动,如产品或部件的拆卸分解、更换、装配等;从运动行为建模、约束关系建模与拆装顺序描述3个方面详细讨论了虚拟样机交互行为建模的方法与过程,最后在Jack环境下设计了交互特征建模软件模块,利用数据库管理样机的交互特征;基于特征的交互行为模型能够满足虚拟维修仿真的需要,设计的软件模块能够较好地与仿真系统集成,对虚拟维修仿真实现具有重要意义.     

虚拟样机建模仿真的置信度评估

以功能相似理论为基础,认为虚拟样机技术中存在大量的相似问题,主要集中在虚拟样机建模和虚拟试验仿真两个方面,其中虚拟样机建模是核心和关键。以立式行星磨设备为例,探讨了虚拟样机建模仿真方法,并对所开发的虚拟样机的置信度进行了研究和评估。     

基于动力学模型的汽车制动稳定性虚拟展示

现有3D引擎的物理模型不能真实反映车辆制动时的运动状态。为此,提出一种汽车制动稳定性虚拟展示系统。建立汽车动力学模型,包括四轮车辆模型和车轮轮胎模型,利用上层仿真软件对动力学模型进行运算和虚拟场景渲染,给出车轮状态和虚拟仪表的展现方法,并基于3D引擎设计虚拟展现系统。实验结果表明,该系统能同时观测整车及车轮的运行状态,实时再现制动过程中车轮抱死、车身横摆侧滑的行为,其动力学模型能够满足虚拟展现对画面渲染的实时性、连续性要求。     

基于多体动力学理论的赛车游戏引擎的设计与实现

运动车辆的实时建模、动力学行为仿真是赛车虚拟环境中的重要组成部分。论文设计并实现了一实时赛车游戏引擎,在引擎车辆建模中提出了一种基于多体动力学理论实时逼真的赛车建模方法,对赛车的真实受力状况进行简化,模拟车辆的各种动力学行为和车辆运动的真实感绘制。并实现了引擎中的碰撞检测技术、音效处理技术、虚拟环境的实时绘制技术。增强用户漫游虚拟环境的沉浸感。     

虚拟环境中履带式车辆运动仿真

为了对虚拟环境中履带车辆进行建模,满足虚拟现实系统沉浸感和实时性要求,研究了基于ODE(多体动力学仿真库)的履带式车辆多体动力学模型和仿真方法.将模型应用于虚拟现实系统,对履带车辆运动、翻越垂直墙、壕沟等障碍进行实时仿真.结果表明该模型能较好地表现虚拟环境中履带式车辆运动的动态过程,以及履带、负重轮等行走系统部件的相对运动.提出的模型及仿真方法能较好地应用于虚拟战场、装备模拟训练系统等虚拟环境,具有一定的应用价值.     

基于虚拟现实的装甲车辆运动仿真研究

装甲车行驶中车体姿态的仿真是模拟驾驶训练系统的关键技术.为实现不同地形下基于虚拟现实的装甲车辆驾驶模拟,本文提出了基于虚拟现实的装甲车辆运动仿真方法.首先,构建装甲车辆的结构、外形和真实的地形,采用第一和第三视角同步显示驾驶场景;其次,建立车辆行驶的动力学模型,求解车身在不同地形下的车身姿态数据;最后,通过Unity3D引擎实现整个场景和车体姿态的动态渲染.通过实验证明,该方法能够准确的模拟各种地形条件下的车体姿态,真实的仿真车辆的运行状态.     

一种虚拟场景的动态建模与实时仿真方法

针对虚拟现实技术中虚拟场景的生成及仿真问题,将场景中的实体位置状态及其基元间的连接关系统一用关节描述;通过建立场景连接图来描述场景结构模型,并采用关节驱动基元的方式来进行场景的更新操作,从而提出一种面向连接的关节驱动型虚拟场景的动态建模与实时仿真方法.在此基础上,开发通用的虚拟场景可视化软件平台,并通过测试验证提出的方法可以有效提高场景的建模与仿真处理效率.     

基于模板技术的汽车多体动力学建模研究

针对当前汽车动力学仿真软件建模复杂度高、模型结构不易理解、模板开放性不高等缺点,提出开放的模板化建模技术.将汽车动力学模型分解为相对独立的子系统并抽象为基本模板,采用“基本模板—结构模板—模板实例化”的架构,用XML描述模板,从而实现模板的开放性,构建汽车动力学模型的树状层级模板库和实例库,结合基于实例推理的方法生成模型.在此基础上开发了汽车整车建模软件,并以某重型汽车起重机为例说明了该技术的应用.     

基于状态机的自动变速控制器仿真研究

针对汽车发动机自动变速装置在不同运行状态下仿真建模的研究,提出基于有限状态机的建模方法.该方法通过将汽车行驶阶段的不同状态,建模为多状态事件的迁移,借助发动机厂家提供的变速器换挡点图以及发动机工作特性图,利用Matlab/Simulink建立了整车动力性能仿真模型和基于Matlab/     

近空间飞行器纵向抗干扰轨迹控制研究

针对近空间飞行器( nearspace vehicle,NSV) 在高超音速飞行时,气动参数变化剧烈且容易受到外界干扰的特点,研究了NSV 纵向轨迹系统的干扰问题,提出了鲁棒自适应动态面的回馈递推控制方法。首先对高度非线性、高度复杂的NSV 的纵向运动的模型进行坐标变换,采用输入－输出反馈线性化方法,将其转化为仿射非线性模型; 然后通过一阶低通滤波器对控制器设计中的虚拟控制律进行估计,从而避免了对其求导带来的计算膨胀问题; 再结合神经网络逼近理论以及虚拟控制器中的鲁棒项,一起消除近空间飞行器的纵向系统中存在的参数摄动不确定和外界干扰。最后通过稳定性分析,表明了该方法在降低系统控制器复杂性的同时仍具有很好的鲁棒性。     

Calculating road input data for vehicle simulation

Multibody system simulation is an important tool in the development process in vehicle engineering. Without much effort, different vehicle variants and designs can be simulated, analyzed, and optimized. This is of particular relevance in an early stage of development, when no physical prototypes are available yet. In order to simulate the vehicle models under realistic conditions, suitable input data is needed for the simulation. We present an approach to derive a virtual road profile based on a tire-surrogate model, measured spindle forces, and a multibody system model of the measurement vehicle. In contrast to the measured spindle forces, the road profile together with the tire-surrogate model can be used to simulate other vehicle variants, for which no measurements are available. The road profile is derived by solving an inverse control problem. We formulate this inverse problem in the context of system simulation and provide a short mathematical analysis. Additionally, we discuss a solution approach, the method of control-constraints, which is also applied in a numerical simulation study to compute a virtual road profile.     

Simulated effect of driver and vehicle interaction on vehicle interior layout

Digital human modeling is an essential tool to reduce cost and to save time in a design process where humans take the part of users of the design. Considering this phenomenon for a vehicle interior, the importance of the seat track location and adjustment ranges become important. This paper presents the effect of driver and vehicle interaction on vehicle interior layout based on simulation approach. This simulation method includes two optimizations. The first optimization problem is the physics-based seated posture prediction. In order to represent physical drivers, 4,500 virtual drivers are generated based on an anthropometric database-ANSUR. Interaction forces between the digital human and pedal, seat, ground, and steering wheel are incorporated in the physics-based posture prediction. Three different pedal reaction moments (0, 20, and 40 N m) are implemented into the formulation to examine the effect of pedal reaction moment on driver seat location and adjustment ranges. To study the effect of shear forces, the physics-based posture prediction is compared to kinematics-based posture prediction. After posture predictions are completed, individuals' preferred seat locations are used in a second optimization problem to predict the seat track location and adjustment ranges. For a specific vehicle with 20 N m pedal reaction moment, adjustment ranges are predicted as 223 mm and 82 mm in horizontal and vertical directions, respectively. Also, it was shown that shear force due to the interaction between the driver and the seat pan and the pedal reaction moment are both influential to the seat track location and adjustment ranges.Relevance to industryThe simulation model presented in this paper is useful in vehicle and seat design and can be easily used for virtual design assessment in vehicle design.