Fuzzy-PID切换控制在磁流变半主动悬置系统中的应用

建立了一种新型动力总成磁流变悬置的动力学模型,并对其进行动态特性试验。通过数值拟合方法对试验数据进行拟合,得到了电流与可控阻尼力的关系式,为磁流变悬置的控制应用提供了理论模型。考虑车辆悬架系统的等效刚度和阻尼,建立了磁流变半主动悬置系统模型。设计了磁流变半主动悬置Fuzzy-PID切换控制系统,对不同工况下磁流变半主动悬置系统的隔振特性进行了仿真研究,结果表明应用Fuzzy-PID切换控制的磁流变半主动悬置系统具有良好的隔振效果。     

基于挤压-阀混合式磁流变脂悬置动态实验研究

传统的磁流变悬置只采用单一的工作模式（如挤压式或阀式），并且在较短的行程所能提供的可控阻尼有限，很难适应大功率动力装置的隔振需求。挤压-阀混合悬置装置则充分利用了磁流变材料的挤压模式和具有径向流动的阀模式，在较小位移下能够产生大阻尼力，具有性能稳定可靠并且在有限的工作行程能够产生较大阻尼力的优点。文中对挤压阀悬置动态实验进行研究，通过动态实验分析了对隔振性能有重要影响的可控阻尼和刚度特性。结果表明，新型悬置的动刚度随着频率的增加先快速增大，随后逐渐趋于平缓,而等效阻尼随着频率的增加而快速减小，在20 Hz降低幅度逐渐趋于平缓。     

基于磁流变技术的发动机隔振控制

悬置阻尼和刚度可调对发动机在宽频范围内实现积极隔振具有重要意义.在建立发动机3自由度隔振模型基础上,提出用可调阻尼的磁流变阻尼器和可调刚度的磁流变弹性体构成磁流变并联悬置系统,以降低发动机对基座的垂向传递力和抑制横向动反力矩为目标,设计出用仿人智能思想在线修改参数的垂直隔振模糊自适应控制器,并对各磁流变并联悬置的刚度和阻尼进行协调控制.用Matlab对发动机整机隔振进行仿真,搭建出发动机隔振台架试验系统,在宽频激励条件下对不同悬置的隔振效果进行对比研究.仿真表明基于磁流变并联悬置的发动机隔振控制具有明显的优势,台架试验结果表明相对于橡胶和液压悬置,磁流变液悬置能在较宽频范围把力和力矩的绝对传递率降低到约30%以内,可提高乘坐舒适性.     

基于键合图理论的汽车发动机液压悬置动特性的仿真研究

应用键合图理论,建立了汽车发动机液压悬置的键合图模型并导出数学模型,利用Matlab/Simulink仿真工具建立了悬置动特性的仿真计算模型.将仿真结果与实验结果进行对比分析,并应用所建模型分析了橡胶主簧刚度、橡胶主簧等效活塞面积、惯性通道长度和惯性通道横截面积等参数对悬置性能的影响.结果表明,在低频激励条件下的模型仿真结果与实验结果的变化趋势一致,数值基本吻合.液压悬置键合图模型能够较好地分析液压悬置的低频隔振特性.     

汽车发动机磁流变悬置动特性及PID控制研究

针对发动机悬置怠速工况下的隔振问题,结合磁流变液体的流变特性,在已有磁流变发动机悬置的基础上改进了悬置结构,设计了带有多个惯性通道的磁流变半主动悬置,建立其力学模型,推导动刚度和阻尼滞后角的表达式,应用软件编制程序对悬置动特性进行仿真,并用试验的方法验证了单惯性通道悬置模型的正确性;建立了考虑悬架等效刚度和等效阻尼的二自由度模型,借助于Matlab/Simulink仿真模块搭建其仿真模型,对该二自由度系统的PID控制进行了仿真分析。研究结果表明,磁流变悬置在PID控制作用下有一定的隔振效果,能够改善车辆平顺性。     

基于流固耦合有限元法和集总参数法模型的建模方法

传统的半主动悬置非线性较强，难以探究其动态特性。为了更好地解决其建模过程中参数识别困难的问题，根据半主动悬置的基本原理，采用一种基于流固耦合有限元法和集总参数模型的建模方法，对其运动特性进行了理论、仿真与试验研究。首先，根据悬置的基本原理构建了力学模型，在AMESim平台中建立了悬置结构集总参数模型；然后，采用流固耦合有限元法，提取了橡胶主簧、两个液室体积刚度、流体惯性系数和阻尼系数等关键参数；最后，将参数代入集总参数模型后完成了仿真，并通过搭建试验平台，验证了仿真结果的准确性；绘制了软硬模式下悬置系统的动刚度和阻尼角曲线，分析了其动态特性。试验结果表明：流固耦合-集总参数的建模方法精准度较高，仿真与试验对比后的动刚度和阻尼角最大误差分别为6.2%和7.4%,满足工程误差要求。研究结果表明：基于流固耦合有限元法和集总参数模型的方法不仅可用于分析悬置参数对动刚度和阻尼角的影响，也可为发动机悬置优化提供建模基础，节省了研发成本，提高了研发效率。     

可变解耦膜刚度半主动液阻悬置研究

分析一种新型的可变解耦膜刚度半主动液阻悬置的基本结构,测试其动特性。基于工程流体力学相关理论,建立与结构几何相关联,既能分析外特性、又能分析内特性的非线性集总参数模型。基于储能动刚度不动点的参数识别方法,对其空气室封闭与接通大气两种状态下的上液室体积刚度和橡胶主簧等效泵液活塞面积进行参数识别,结果表明两种状态因解耦膜刚度不同而显著改变上液室体积刚度。对所建模型进行动特性分析,经与试验结果对比,二者吻合良好,验证了模型的合理性和参数的正确性。在此基础上,建立单质量-半主动液阻悬置的隔振系统模型,对低频、高频及冲击等典型工况进行隔振性能仿真,基于力传递率探讨典型工况下系统的隔振性能,提出可变解耦膜刚度半主动液阻悬置的控制方式,对半主动液阻悬置的开发以及汽车动力总成的隔振降噪具有指导意义。     

磁流变型发动机悬置低频动特性及参数分析

根据发动机磁流变型悬置的结构,建立了磁流变型悬置的力学模型和数学模型,应用MATLAB/SIMULINK对磁流变型悬置在低频激励下的动特性的影响进行研究。分析了电流强度和激励幅值、橡胶主簧等效面积、激励频率对磁流变悬置动特性的影响。分析结果表明:磁流变悬置较液压悬置在低频大振幅工况下能获得更大的阻尼和刚度。     

液阻悬置非线性动特性及其参数识别方法

对通道长度不同的惯性通道式液阻悬置的动特性进行试验研究,首次从试验上揭示出惯性通道式液阻悬置在不同幅值位移激励下的频变动特性所具有的不动点特性.基于工程流体力学的相关理论,建立集总参数与液力机构结构几何相关联的液阻悬置非线性集总参数模型,得到动特性的解析解.首次从理论上揭示出惯性通道式液阻悬置在不同幅值位移激励下其储能动刚度存在的不动点.理论与试验揭示的不动点现象高度一致,从而证明非线性集总参数模型的有效性及其分析结论的正确性.鉴于理论分析与试验结果高度一致的事实,结合储能动刚度的不动点以及高频储能动刚度趋于定值的特性,发展了基于非线性集总参数模型的参数识别的新的理论和方法,其原理简单、结果可靠且经济省时.     

空气弹簧液压悬置动特性及隔振特性研究

研究了具有可变刚度阻尼的发动机空气弹簧液压悬置的动特性和隔振特性。针对影响发动机空气弹簧液压悬置动特性的关键参数上液室等效体积刚度,采用理论和试验方法研究了上液室等效体积刚度的等效值,基于该等效值建立了空气弹簧液压悬置的理论模型,对空气腔开闭两种工况进行了空气弹簧液压悬置动特性的仿真和试验研究。搭建了发动机空气弹簧液压悬置系统试验台架,研究了台架各种激励频率下的空气弹簧液压悬置的隔振特性。结果表明:本研究采用的上液室等效体积刚度进行空气弹簧进行建模是正确、可行的,提高了空气弹簧建模效率和准确性;空气弹簧液压悬置在空气腔开启和关闭两种状态下,峰值动刚度增大幅值达78.5%,峰值阻尼角增大幅值达250%。台架试验表明:当台架激励频率小于25Hz时,悬置采用大刚度大阻尼;当台架激励频率大于等于25 Hz时,悬置采用小刚度小阻尼;悬置隔振率提升明显,不同频率下提升幅值达10%～67%。     

键合图理论在发动机电流变液力悬置中的应用

针对发动机宽频振动的特性,设计开发了一种电流变液力悬置。对键合图理论和电流变液力悬置结构进行了介绍,结合悬置的力学模型,建立了电流变液力悬置的键合图模型,并对模型分析得到状态方程。利用Adams 软件进行仿真分析,比较得出电流变液力悬置比普通液力悬置的隔振性能的优越之处。     

纯电动汽车动力总成悬置系统隔振性能研究

为了研究纯电动汽车动力总成悬置的隔振性能,分别对纯电动汽车和燃油车进行道路试验.采用频谱分析法对比了纯电动车和燃油车的频域特性,结合了悬置隔振率和车内振动响应,明确了悬置刚度对悬置隔振的影响.结果表明:纯电动汽车动力总成产生的振幅小,频率范围广,降低橡胶悬置的刚度对动力总成产生的高频振动隔振效果好,但550 Hz以下范...     

基于特征点法的液阻悬置集总参数模型参数识别

探讨应用动态特性特征点法预测与识别液阻悬置集总参数模型主要参数的分析方法。该方法首先通过实验来得出液阻悬置动态特性特征点,运用傅里叶变换的方法对液压悬置的集总参数模型进行深入推导得到液压悬置的复刚度,然后通过建立的动态特性特征点与集总参数之间的关系求解得出集总参数的值。通过对数值预测结果与实测结果对比分析表明,基于动态特性特征点法的液阻悬置集总参数模型动特性分析技术是可行、有效的,其预测结果精确性满足工程要求。     

空气阻尼悬置非线性动态特性建模与仿真

由于空气阻尼悬置为汽车动力总成等系统的隔振元件,其性能与成本介于橡胶悬置与液阻悬置之间,以一典型空气悬置为研究对象,建立了动力学特性仿真分析的集总参数非线性模型。对其动特性进行了数值仿真,并与实验值进行了对比分析,结果证明了所建立模型的正确性。对影响空气悬置动特性的各因素进行了趋势研究,揭示了节流孔直径、节流孔长度、初始体积、激励振幅与绝热指数等因素对空气悬置特征参数的影响规律,其中减小节流孔直径可显著提高空气悬置阻尼。此研究的建模与仿真方法有助于空气悬置产品的设计与开发。     

车用磁流变阻尼悬置器磁场优化及控制研究

作为汽车动力总成与底盘之间的连接件,磁流变阻尼悬置器需要满足静态支承和在极小活塞行程内提供较大阻尼力的要求。磁流变悬置器的直流线圈能产生可控磁场以此来调整磁流变液的粘度。针对现有磁流变阻尼器出现的问题,通过改变线圈布置方式拟优化悬置器磁场分布,并加载控制策略验证磁流变悬置器隔振性能。     

RV减速器的键合图建模与仿真分析

为研究RV减速器系统的弹性特性、齿轮间啮合刚度和阻尼对系统动态特性的影响,需要对系统进行建模和仿真分析.由于采用传统动力学建模存在部分物理过程难以用数学方法表达,状态方程繁琐难以求解等缺点,采用键合图理论建模的方法能够避免这些缺陷,实现系统规则化建模.建立了RV减速器的键合图模型,利用键合图专用软件20-Sim进行仿真分析.仿真结果表明:键合图模型是一种相当优越的数学模型,应用键合图理论对系统进行仿真能较好地反映系统的动态特性,为RV减速器的设计、改进提供一定的理论依据.     

半主动控制液压悬置动特性研究

建立半主动控制液压悬置的力学模型，推导出动刚度、动阻尼和传递率的数学模型，研究惯性通道内阻尼力的表达式，并依次改变悬置的这些主要结构参数，对悬置动特性进行仿真，观察各参数改变对悬置动特性的影响，以便得到较好的隔振效果。     

发动机磁流变悬置模糊控制研究

在宽频范围内对发动机振动进行积极隔振,对提高汽车舒适性具有重要意义.根据设计的流动模式磁流变悬置,建立磁流变悬置简化力学模型,推导了可控阻尼力表达式.建立发动机磁流变悬置系统六自由度模型,以快速消除发动机悬置点的振动为目标,设计了模糊控制器,仿真研究了模糊控制器设计的有效性.研究结果表明:磁流变悬置较被动液压悬置具有更好的宽频隔振效果,发动机转速对应的二阶主频振动峰值明显减小,力传递率控制在20％以内,模糊控制有效隔绝了发动机振动.     

正弦位移激励对编织-嵌槽型金属橡胶隔振系统动态特性的影响

设计、制作了编织-嵌槽型金属橡胶隔振器,并对其进行动态特性试验。通过建立非线性恢复力模型,考察该隔振系统线性刚度系数、三次非线性刚度系数以及一次粘性阻尼系数随正弦位移激励的变化情况,分析振幅和频率对编织-嵌槽型金属橡胶隔振系统动态特性的影响。结果表明:随着振幅或频率的增大,编织-嵌槽型金属橡胶隔振器的刚度逐渐减小,阻尼略有降低,且振幅或频率的增大会使该隔振系统振动响应幅频特性曲线的带宽变窄。     

基于无量纲分析的磁流变隔振器阻尼参数优化

针对被动隔振器件不能自适应调整自身参数以及大型工程隔振项目实物研究成本高且难以实现的缺点,提出了采用无量纲的磁流变隔振器阻尼参数优化的方法。从无量纲的角度对隔振系统进行优化建模。在降低力传递率的同时,兼顾振动位移和加速度,根据隔振系统的动态响应特性对多目标问题进行全局寻优,求得磁流变隔振器的最佳阻尼及其驱动电流。对多频多振幅激励作用下的磁流变隔振器进行阻尼优化仿真,结果表明,优化后的振动加速度有效值减少31.41%,传递到地基上的力有效值减少58.75%。根据无量纲相似理论搭建小尺度台架进行试验,试验表明阻尼参数优化后的振动加速度和传递到地基上的力均得到明显降低。通过仿真和台架试验的相互验证表明了无量纲化参数优化方法的有效性和可行性。