基于遗传算法优化和模糊控制动态优化的自动变速器换挡规律设计

为提高轻型越野战术车辆的整车动力性,针对车辆的自动变速器换挡规律进行优化设计。依据MATLAB/Simulink的仿真环境,构建基于车速和油门开度双参数换挡规律的整车动力模型。以双参数换挡规律的换挡点为优化对象,采用遗传算法对换挡点进行优化。根据加速度参数能反映车辆纵向动态的特性,引入加速度,采用模糊控制算法对换挡规律进行动态优化设计,构建三参数的模糊控制器。通过仿真模型和实车试验来验证换挡规律优化前后对车辆动力性的影响。结果表明：优化后的控制策略可有效提升车辆的动力性能,能够更加合理分配在动力需求下的发动机和挡位的使用工况,完全满足轻型越野战术车辆复杂路况下对动力性的需求。     

自动变速器比例电磁阀优化设计与分析

以自动变速器用比例电磁阀为研究对象,研究了比例电磁阀关键参数的设计及其优化方法。在结构分析的基础上,分析了其工作原理,将比例电磁阀分为电磁、机械和流体三部分。建立了比例电磁阀阀芯动力学方程,分析了影响电磁阀动态响应时间及油压动态输出的因素。对比例电磁阀的电磁铁部分进行了优化设计,确定了电磁力和输入电流之间的关系后;采用遗传算法的优化方式,以比例电磁阀阀芯质量、弹簧刚度、弹簧的预压缩量和阻尼系数为优化设计参数,比例电磁阀油压输出的响应时间及超调量为优化目标,对比例电磁阀进行优化设计与分析;设计中通过改变遗传算法的种群范围、遗传代数、交叉率及变异率,得到了多种比例电磁阀的结构方案,并进行了部分试验验证。研究结果表明：通过优化方法可以得出比例电磁阀的优化设计参数,优化后的比例电阀输出油压动态响应时间提高了12.5%,油压超调降低了50%,能够满足自动变速器电液换挡控制系统综合要求。     

液力自动变速器动力性换挡规律设计及优化

针对新型战术车辆的液力自动变速器设计了两参数动力性换挡规律,并用MATLAB/Simulink建立整车模型进行仿真.为了提高车辆的动力性,提出以0～30 km/h加速时间为优化目标,应用遗传算法对换挡点进行优化.仿真分析结果表明:优化后的换挡规律能有效提高车辆的动力性.除此之外,引入加速度参数设计动态特性的换挡规律,制定模糊控制器来修正换挡点后,三参数的换挡规律动力性又进一步得到提升.     

软特性刚度在被动式Stewart隔冲平台中的应用研究

运用ADAMS软件建立被动式Stewart隔冲平台的动力学模型。对软特性刚度对隔冲平台动态刚度及冲击响应的影响进行了分析,并与线性刚度和冲击试验进行对比分析。结果表明:当单个隔冲器采用软特性刚度时,被动式Stewart隔冲平台的水平和垂直方向动态刚度均呈软刚度特性,且垂向动态等效刚度大于水平动态等效刚度。与限定位移相比,初始刚度对冲击响应的影响更大,初始刚度增大,冲击隔离率迅速下降。与线性刚度相比,软特性刚度系统可以有效降低被隔离设备的加速度响应幅值。仿真冲击隔离率和峰值发生时刻与试验结果比较接近,表明了仿真模型的有效性。     

偏导射流伺服阀建模及动态特性研究

为研究偏导射流液压放大器内部结构与伺服阀动态性能的内在联系,分别建立力矩马达、偏导射流液压放大器、功率级液压放大器的解析数学模型。分析接收口的复杂流动情况,提出一种简化的前置级液动力计算方法。构造偏导射流伺服阀完整模型,揭示射流口宽度、射流盘厚度及喷射口宽度对伺服阀动态特性的作用机理。针对整阀动态特性的漂移问题,探究了偏导射流前置级流量增益的非线性变化规律及其对动态特性的影响规律。仿真和试验结果表明,该数学模型能够有效地复现实际伺服阀动态特性,可为偏导射流伺服阀的设计和优化提供理论基础。     

油气弹簧叠加阀片设计方法及对节流缝隙影响

利用开阀压力和阀片变形计算公式，建立了油气弹簧单片节流阀片厚度解析设计式。利用叠加阀片等效厚度和应力计算公式，建立了叠加阀片设计方法。对开阀条件进行研究，建立了调整垫片厚度设计公式。利用开阀压力和流量之间关系，建立油气弹簧节流缝隙设计公式。在此基础上，对阀系参数设计影响因素进行了分析。通过实例，对油气弹簧阀系参数进行了设计，对叠加阀片等效厚度、开阀特性和应力强度进行验证，并对油气弹簧进行了特性试验。特性分析和试验结果表明，油气弹簧阀系参数设计应考虑叠加阀片的影响。     

特种车辆驾驶室减振器节流阀片开度及阻尼特性研究

特种车辆驾驶室减振器的阻尼特性是由阀系参数决定的,准确地求解节流阀片在阀口位置的变形是通过仿真准确获取减振器阻尼特性的关键。以特种车辆驾驶室减振器为研究对象,建立其节流阀片在区间线性均布压力下的力学模型及变形解析式,并进行了正确性验证。分析阀片开度随阀系结构参数变化的规律,在此基础上建立驾驶室减振器阻尼分段特性仿真模型,并通过仿真实例与试验进行了对比验证。结果表明,不同速度下阻尼力仿真结果与试验结果相对偏差均在6.19%以内,说明所建立的驾驶室减振器阻尼分段特性仿真模型可较为真实地复现减振器的动态阻尼特性。     

基于LBM的发射装置阀口结构多目标优化

为了优化发射装置内部的阀口结构,减小发射过程中峰值负载,提高发射装置的可靠性与稳定性,针对发射装置中的阀口部件,采用正交试验设计,基于格子玻尔兹曼法(LBM)进行了仿真研究。分析进口角度α、出口角度β、通孔长度L和通孔面积S对峰值负载及出筒速度的影响,得出各因素与响应之间的响应模型。进而,针对不同出筒速度需求,根据所得曲线模型选取弹药所受峰值负载最小时的阀口结构参数,保证弹药发射过程的稳定。对通过此法选出的阀口进行仿真验证,与优化前数据对比,结果表明:优化后阀口结构参数为α=β=45°,L=27.5 mm,S=170 mm²,弹药所受峰值负载降至6 428.4 N,减小了20.15%,低压室最大压强降至0.807 7 MPa,减小了21.42%,出筒速度降低至22.4 m/s,仅减小9.49%。由此可见,优化后弹药最大负载降低明显而出筒速度降低幅值较小,故优化效果显著且方案可行。     

爆炸环境下乘员约束系统参数分析及优化

针对特种车辆在底部爆炸环境下乘员座椅受到瞬时高强度冲击时的防护性能进行研究,建立整车爆炸环境,利用仿真计算与试验所得座椅底座加速度进行乘员约束系统冲击输入验证,借鉴普通乘用车加权伤害准则,对乘员约束系统中弹簧刚度、黏性阻尼系数、坐垫刚度与安全带刚度四因素运用试验设计、响应面技术进行相关参数灵敏度分析,并通过遗传算法对代理模型完成参数优化工作,研究发现:优化后的乘员约束系统参数相对初始值达到10.5％的综合防护性能提升.     

火炮高平机参数辨识与灵敏度

为准确模拟高平机在火炮发射状态下的动态响应, 基于含气油液压缩模型和油缸膨胀刚度,结合高平机结构构型,建立火炮发射状态下的某高平机动力学模型。采用多体动力学仿真软件ADAMS完成高平机参数化模型建模,确立高平机模型中的待辨识参数。根据某车载炮射击试验数据和火炮发射动力学模型,引入粒子群优化算法对高平机参数进行辨识,获得高平机模型参数值。辨识后模型输出结果与试验数据吻合良好,验证了模型精度及参数辨识结果的有效性。对影响火炮俯仰运动的高平机参数进行灵敏度分析,分析结果表明,高平机油液含气量、油缸初压等若干参数对火炮起落部分俯仰运动的影响较大。     

深度模拟器控制系统设计与仿真

介绍了深度模拟器总体结构及工作原理,针对深度模拟器控制系统中PID算法及其相关参数进行了仿真研究。以深度模拟器液压系统为模型,利用AMESim仿真软件工具,对整个液压系统进行了仿真分析并对系统各元器件的参数进行了优化,为深度模拟器的进一步研究提供了理论基础。     

某型装甲车辆换挡控制系统建模分析

针对某型装甲车辆换挡技术不够成熟和故障率高等问题,建立一种液压控制系统模型对换挡控制系统进 行分析研究。根据装甲车换挡控制系统工作原理,在AMESim 软件中建立其控制系统仿真模型,并结合实验数据进 行校核,对油泵效率降低和调压阀阀芯卡滞2 种换挡控制系统典型故障进行分析研究,通过故障分析结果与正常仿 真值的对比,得出换挡控制系统在不同故障参数下对仿真结果的影响。研究结果表明：该换挡控制系统模型能够模 拟实际状态下的各种故障,通过分析研究能够快速判断故障原因,并提供解决方法,为换挡控制系统故障检测和性 能分析提供一定的参考。     

基于AMESim 某风洞柔壁喷管液压系统仿真及优化

为解决某风洞柔壁喷管液压系统从高压锁紧状态切换到低压回零工况时执行机构冲击过大的问题,对系统加装卸压控制回路进行改进.基于AMESim建立改进前后系统仿真模型,分别对其工作过程进行模拟分析,同时利用遗传算法对卸压时间进行优化.结果表明,优化后模型在节约能源的同时能有效减小执行机构冲击.     

液力缓速器气动控制特性研究

液力缓速器制动力矩由工作腔充液率和输入轴转速共同决定,利用气动电磁比例阀控制缓速器工作腔充液率是缓速器制动力矩控制的一种模式.对电磁比例阀的结构和工作特性进行了研究,建立了电磁比例阀的AMESim仿真模型,设计了电磁比例阀性能试验,仿真与试验结果呈现较好的一致性,仿真模型能够预测不同阶跃输入信号下该比例阀的压力响应特性.     

冷弹射系统动力学响应与油气悬架优化设计

为了提高全轮支撑冷发射时导弹的出筒精度,基于4轴连通式油气悬架导弹发射车,推导出4轴连通油气悬架数学模型并验证了AMESim仿真模型的正确性;建立了基于ADAMS/Simulink/AMESim的联合仿真模型,以发射筒筒口纵向位移均方根值为优化目标,以油气悬架系统的蓄能器容积、初始充气压力和阻尼孔直径为设计变量,选择车体倾斜0°,起竖角为90°这一工况,应用遗传算法进行优化设计。结果表明：优化后筒口纵向位移均方根值降低了61.1%,提高了导弹出筒精度;发射车的俯仰姿态角位移和各轴载荷分配得到较好的改善,发射系统的稳定性得到提高。基于遗传算法的联合仿真方法可同时提高导弹的出筒精度和发射系统的稳定性,并为解决工程实际问题提供参考。     

基于AMESim 先导式减压阀动态仿真

为研究某先导式减压阀动态性能,基于AMESim 软件建立先导式减压阀测试系统动态仿真模型。在分析 其结构和工作原理的基础上,对先导式减压阀开启过程和负载变化时的调整过程进行模拟,得到其动态性能曲线。 该研究可为先导式减压阀设计及优化提供一定的参考。     

油气弹簧刚度和阻尼特性及其影响因素仿真分析

介绍油气弹簧的结构和工作原理,研究其静刚度和阻尼特性,并建立数学模型进行仿真.分析初始气柱高度对静刚度影响,环形腔、阻尼孔和单向阀面积对阻尼特性影响.结果表明,初始气柱高度越短,随着活塞杆压缩量增加静刚度越大;阻尼力与环形腔面积三次方成正比,与等效阻尼面积平方成反比.     

基于AMESim大口径步枪缓冲器设计与仿真

一般多数大口径步枪采用膛口装置和弹簧缓冲器抵制全枪后坐,但后坐行程较大,不利于武器系统的轻量化设计。而液压缓冲器制动效果平稳,结构轻便,加装液压缓冲器,能够有效地减小膛底合力峰值时冲击力。借鉴固定流液孔式缓冲器、液压元件节流阀工作原理以及细长小孔流液特征,设计自适应调节后坐与复进的弹簧—液压缓冲器,在AMESim软件中设置原12．7 mm口径步枪相关参数,进行系统计算。结果表明：自适应液压缓冲器能够在较短后坐距离上制动枪管后坐,有效减小后坐活动部件的后坐力和冲击效应,为大口径步枪减后坐研究提供了一定的参考。