基于极点配置算法的列车横向半主动悬挂自适应PID控制系统设计

为了使PID控制器具备自适应能力,以适应列车受到外部环境扰动时产生的结构参数变化,使用了增量式数字PID控制器,将PID控制器与极点配置控制算法结合,利用极点配置算法在线实时优化kP,kI,kD参数,设计了自适应极点配置PID控制器,实现了kP,kI,kD参数的自动校正.最后给出基于极点配置自适应PID的高速列车半主动悬挂控制系统的设计方案,利用MATLAB-Simulink搭建仿真平台并进行仿真.仿真结果表明：基于极点配置算法的列车半主动悬挂自适应PID控制系统能够有效降低列车横向振动.     

轮式工程机械的行驶平稳性

根据振动理论建立了振动力学模型,并用等效刚度方法分析研究了弹性悬挂轮式工程机械行驶平稳性和振动特性。     

基于柔性转向架的轨道车辆悬挂参数优化

以某轨道工程车为研究对象，利用Solidworks建立转向架刚性模型，对该模型进行网格划分后，使用ANSYS和SIMPACK建立包含柔性转向架的刚柔耦合动力学模型，研究转向架弹性变形对车辆直线运行稳定性、曲线通过性能和车辆运行平稳性的影响。以轴箱定位节点横向、垂向刚度，一系悬挂横向、垂向刚度，二系悬挂横向、垂向刚度为设计变量，设计拉丁超立方试验，利用RBF神经网络和NSGA-Ⅱ算法对横向、垂向平稳性指标，脱轨系数和轮轨横向力进行多目标优化。结果表明：轴箱定位节点横向、垂向刚度为5775 kN/m、11419 kN/m,一系悬挂横向刚度、垂向刚度为6042 kN/m、7834 kN/m,二系悬挂横向、垂向刚度为152 kN/m、158 kN/m时车辆动力学性能得到显著改善。     

两种自适应控制算法在悬挂系统中的应用

为了减小车辆悬挂系统的振动,采用半主动悬挂系统作为对象,并建立了其CARMA模型,提出了自适应控制中的两种算法:最小方差自校正控制算法和极点配置自校正控制算法.前者可使系统输出的方差最小,而后者可使系统的动态特性达到预期的目的.仿真结果表明,车体垂直方向的加速度大大减小,减振的目的也已达到.这两种算法都能减小悬挂系统中的振动,具有一定的实用性.     

车辆半主动隔振系统减振分析

履带车辆半主动悬挂是车辆悬挂系统的发展方向，磁流变可控阻尼器的出现，使车辆悬挂系统实时阻尼控制成为车辆减振的有效方式．基于磁流变体本构关系的Bingham模型，在对自行研制的双出杆剪切阀式磁流变减振器进行实验研究的基础上，对影响磁流变减振器阻尼力的各种因素进行了综合分析．将半主动悬挂系统看成是一个智能材料与结构，其中驱动元件采用磁流变阻尼器，并通过传感元件采集振动信息，依靠信息处理单元对采集到的信息进行分析、处理，进而实时改变磁流变阻尼器的阻尼力，使悬挂系统的工作性能得到改善．建立了四自由度车辆悬挂系统的动力学模型，并应用非线性随机振动理论，在对模型输入进行过滤白噪声简化的基础上。探讨了用FPK法解方程的可能途径．     

圆锥螺旋弹簧在机车车辆上应用的研究

随着机车车辆运行速度的提高 ,提高机车车辆的横向振动性能 ,是一个重要的课题。建议将圆锥螺旋弹簧 ,用作二系悬挂 ,可提高机车车辆的横向振动性能。     

我国西部首台新能源空铁列车下线

正2016年12月8日,我国西部地区首台新能源空铁列车在中车资阳机车有限公司下线。该空铁列车外形酷似熊猫,车身为卡通熊猫山水图案,造型憨态可掬,每列定员144人,时速最高可达65km。其整体结构采用轻量化设计,全线无人驾驶,能够像地铁、动车组一样灵活编组。该空铁列车属于悬挂式列车,运行时列车底部离地面约5m;其悬挂装置设有两级保护,驾驶室内设有紧急逃生筒和故障救援门,可实现纵向、横向及垂向的三维救援,确保了突发情况     

圆锥螺旋弹簧在机车车辆上应用的研究

随着机车车辆运行速度的提高,提高机车车辆的横向振动性能,是一个重要的课题。建议将圆锥螺旋弹簧,用作二系悬挂,可提高机车车辆的横向振动性能。     

磁悬浮列车车桥耦合振动研究

建立了磁悬浮列车-桥梁耦合振动的动力学方程,通过数值方法,求解磁悬浮列车通过桥梁时列车和桥梁的动力响应,分析了列车运行的平稳性和乘客的舒适性以及桥梁的动力特征,得到了磁悬浮列车轨下结构设计的有用结论。     

桁段有限元法分析钢桁梁桥振动

将列车-钢桁梁桥作为整体振动系统,钢桁梁桥采用桁段有限元法离散,列车采用具有23个自由度的二系弹簧车辆空间振动模型,得到系统振动的矩阵方程.以桥上实测蛇形波作为激振源,分别计算了旅客列车以80、100和120 km/h,货物列车以60和80 km/h车速通过某连续梁桥时车桥系统的振动响应,与传统有限元法相比,桁段有限元法能更好地处理钢桁梁桥中的桥门架单元.对某3×64 m连续梁桥的车桥振动进行分析表明,其Sperling指标、脱轨系数和减载率均在安全行车范围内,行车安全有保障,舒适度和车辆平稳性指标均达合格以上.     

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.     

汽车悬架K＆C特性分析及其对整车性能的影响

为研究汽车悬架的K＆C特性及其对整车性能的影响,在ADAMS/Car环境下,双轮同向跳动仿真中建立麦弗逊悬架多刚体动力学模型与多柔体动力学模型,在侧向力与纵向力仿真中建立麦弗逊悬架多柔体动力学模型。仿真结果表明,此悬架具有较好的K＆C特性,对整车操纵稳定性和平顺性有积极作用。     

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.     

基于联合仿真的半主动悬架车辆平顺性

为减少车辆悬架系统开发周期和成本,利用SIMPACK软件建立了车辆1／4悬架多体动力学模型,基于天棚控制策略设计了半主动悬架控制器,并通过MATLAB／SIMULINK编写了控制算法对其进行联合仿真．将采用半主动悬架系统得到的仿真结果与采用被动悬架系统得到的仿真结果进行了对比,车身垂直加速度均方根值减少了30．2％．结果表明,基于天棚控制的半主动悬架可以有效衰减车身的振动,改善车辆的行驶平顺性,从而为车辆动力学系统的仿真分析提供了一种有效方法．     

基于改进天棚阻尼的半主动悬架系统动力学与电磁兼容特性分析

磁流变阻尼器(MRD)对实现智能车辆悬架系统具有重要的应用价值. 在建立整车7-DoF悬架系统模型和修正的MRD Bouc-wen滞环模型基础上,应用磁流变(MR)“四分之一”车辆悬架系统的改进型天棚阻尼控制策略,设计了一种对整车4个MR悬架子系统进行独立控制的半主动异步控制器,并考虑整车前、后轮的间距,应用带延时的谐波和平滑脉冲,及实测的随机路面信号作为路面对车轮的激励输入,对MR悬架和被动整车动力学系统的垂直、俯仰和侧倾运动性能进行了系统的比较研究,同时验证了控制器的电磁兼容特性. 结果表明:提出的基于天棚阻尼策略的半主动控制器能理想地改善MR整车悬架系统的乘坐舒适性和操纵安全性等多目标悬架性能,其控制电流的传导与辐射噪声均满足国家标准要求,为进一步开展MR智能车辆悬架系统的半主动解耦控制研究奠定了理论基础.     

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.     

基于负刚度理论的悬架系统设计及整车平顺性仿真分析

应用负刚度理论,建立新的汽车悬架系统,来降低悬架系统的固有频率,在系统动力学分析软件ADAMS／Car中建立整车虚拟样机模型。在研究整车平顺性时,对有无负刚度悬架系统整车模型进行了随机路面输入下的平顺性仿真试验,通过对比仿真结果可以知,仿真结果与MATLAB仿真结果一致,即负刚度悬架系统可以减小系统的固有频率,降低系统的振动传递,能够较好的改善汽车平顺性。     

汽车座椅和悬挂系统参数的设计灵敏度分析

本文介绍了借助对振动系统传递矩阵分析,直接利用与系统设计参数相关的灵敏度函数确定汽车座椅—悬挂振动系统良好传递特性的方法。为汽车座椅—悬挂系统参数的设计和修改及汽车平顺性的改善提供依据。     

重型商用车驾驶室空气悬置系统的匹配优化

采用虚拟样机技术建立了重型商用车驾驶室空气悬置多刚体动力学仿真模型,通过道路试验对仿真模型进行了验证,分析了其模态特性及乘坐舒适性。以驾驶室悬置元件刚度、阻尼为因子,运用正交试验技术对驾驶室悬置系统参数进行了匹配优化,结果表明,采用优化后的驾驶室空气悬置参数可使驾驶室的乘坐舒适性有一定程度的提高。     

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.