磁阻电机在主动横向稳定杆中的仿真研究

针对现有液压和直流电机式主动横向稳定杆存在响应慢、退磁的问题,提出了一种磁阻电机驱动的主动横向稳定杆来提高车辆的抗侧倾性能。通过车辆侧倾和轮荷转移力学模型,计算出主动横向稳定杆所需的反侧倾力矩来获得设计磁阻电机的转矩要求,并采用有限元法设计了相应电机。基于CarSim和MATLAB/Simulink进行联合仿真,结果表明磁阻电机驱动的主动稳定杆能输出车辆侧倾时所需的抗侧倾力矩,且降低了车辆侧倾角及其滞后环,有效提高了车辆的抗侧倾和动态响应性能。     

基于滑模变结构理论的车辆主动横向稳定杆控制

为实现对车辆的侧倾控制,自主设计了主动横向稳定杆（AARB）装置。针对车辆在侧倾中存在的非线性、时变性特点,采用滑模变结构控制理论建立了滑模控制器从而实现对理想侧倾角的跟踪,并采用鱼钩与双移线转向工况进行了仿真试验。仿真结果表明,该主动横向稳定杆装置与传统被动横向稳定杆装置相比,能有效减小车辆的侧倾,同时具有良好反馈特性以,有利于驾驶员对车身姿态的判断,从而大大提高了车辆行驶的安全性与乘坐舒适性。     

横向稳定杆刚度对乘用车操纵稳定性的影响研究

针对横向稳定杆对乘用车的操纵稳定性影响的问题,对横向稳定杆与整车抗侧倾能力的关系进行了研究。提出了一种简化的乘用车数学模型,并建立了整车侧倾角与横向稳定杆刚度的函数关系;通过对某乘用车简化数学模型的分析,得到了横向稳定杆刚度对整车侧倾的影响,并基于ADAMS仿真软件,对某乘用车进行了整车建模,在中间位置转向和稳态回转两种工况下进行了试验仿真,得出了前桥/后桥横向稳定杆刚度对该乘用车操纵稳定性的影响规律曲线。仿真分析结果表明:随着横向稳定杆刚度增加,车架侧倾角呈非线性递减,侧倾角曲线斜率逐渐减小,仿真结果与理论建模分析结果一致,为乘用车横向稳定杆的刚度设计提供了理论依据。     

电液控制的主动横向稳定杆的应用仿真研究

为了改善商用车的侧倾稳定性,设计了一种集液压控制与电机控制的优势于一体,具有较高控制精度和较大反侧倾力矩的电液控制主动横向稳定杆,并以某19座商用车为例,建立了包含转向、俯仰、侧倾,车身垂向运动在内的九自由度整车模型,对其中的主动横向稳定杆设计了一种PID+前馈的控制策略以提高控制精度,减少迟滞,并通过Simulink和Trucksim的联合仿真以验证其有效性。在附着系数为0.8的B级路面上,分别进行鱼钩、方向盘角阶跃和双移线三种不同的工况下的仿真。结果表明,与被动稳定杆相比,提出的这种主动稳定杆能够让车身侧倾角,横摆角速度,侧向加速度和质心侧偏角均有(20~45)%的降低,极大的提高了车辆的侧翻稳定性。     

基于零力矩点的车辆侧倾评价指标及侧倾控制研究

为了使车辆的行驶状态和稳定程度更为便捷的显现出来，以及对系统研发初期的效果进行评价，需要引入一个比较准确的评价指标，使其可以判断并量化车辆的侧倾稳定性，因此将零力矩点(Zero-moment point,ZMP)的概念引入到车辆的侧倾评价体系之中，通过对车辆侧倾模型以及刚性车辆模型零力矩点的推导，从而来预测车辆的侧倾倾向，并得出车辆的侧倾指数y_zmp，根据其侧倾指数y_zmp算出侧倾指标s；再通过与其他现有侧倾评价指标的对比与转换，从而证明该指标的准确性以及有效性。之后，再以某19座商用车为例，建立整车模型，并设计H_∞鲁棒控制的算法对半主动横向稳定杆的侧倾刚度进行实时调节，最后通过Trucksim和Simulink联合仿真来验证两种控制方法的有效性，同时，以侧倾指标来对比判断鲁棒控制算法的半主动横向稳定杆与被动横向稳定杆、模糊PID控制的半主动横向稳定杆对于侧倾运动的改善效果。根据仿真结果显示，半主动横向稳定杆相对于被动横向稳定杆来说，其在各个侧倾参数上都有明显的降低，并且相较于模糊PID控制的半主动横向稳定杆，H     

尺寸参数对横向稳定杆侧倾刚度的影响分析及验证

在横向稳定杆开发设计过程中,尺寸参数的选择直接影响横向稳定杆的侧倾刚度。稳定杆的侧倾刚度受多个尺寸参数的影响,计算公式复杂,初始设计阶段很难通过公式直观判断参数如何选择。根据理论计算,绘制单一参数对横向稳定杆侧倾刚度的影响曲线,可直观判断不同参数对横向稳定杆侧倾刚度的影响程度。结合国内、外横向稳定杆产品的实际尺寸参数,通过对比分析,验证了绘制的尺寸参数影响曲线的正确性,解决了横向稳定杆设计初期尺寸参数难以准确选择和优化的问题。     

应用变刚度横向稳定杆的客车侧倾控制

针对空气悬架客车侧倾稳定性差的特点,建立了含横向稳定杆的车身侧倾数学模型,分析发现增加横向稳定杆角刚度能够有效减小车身侧倾,但同时会增加车身侧倾角振动。为解决这一问题提出了在空气悬架客车上应用变刚度横向稳定杆,并给出了前、后悬架变刚度横向稳定杆角刚度关系式。利用ADAMS/CAR软件建立某空气悬架客车刚柔混合整车动力学仿真模型,对模型进行了单移线和B级随机路面仿真分析,确定了变刚度横向稳定杆角刚度曲线。仿真结果表明,应用变刚度横向稳定杆,能够在几乎不影响侧倾角振动的前提下,有效控制车身侧倾。     

液压马达式汽车主动稳定杆系统建模与控制

以液压马达式主动稳定杆系统为研究对象,推导得到了液压马达式主动稳定杆的非线性动力学模型。利用线性化反馈的滑模控制方法设计了其控制器,并利用Lyapunov理论对控制系统的稳定性进行了证明。通过CarSim和MATLAB/Simulink对主动稳定杆系统进行了联合仿真,得出安装液压马达式主动稳定杆系统的车辆在双移线工况下运行的响应曲线。为了验证设计的控制方法,进行了实车试验。结果表明,与被动稳定杆相比,主动稳定杆系统具有较好的抗侧倾特性以及乘坐舒适性。     

带主动横向稳定杆的混合电磁悬架性能研究

为了提高半主动混合电磁悬架抗侧倾性能,将主动横向稳定杆与其进行集成。在Adams/Car中建立了带主动横向稳定杆及混合电磁悬架的整车底盘模型,并在Simulink中建立了混合电磁悬架的改进天棚控制策略以及主动横向稳定杆的模糊比例控制策略,通过所设计的模糊规则可以使得主动横向稳定杆的刚度在不同工况下与混合电磁悬架性能要求相匹配。联合仿真结果表明:带有主动横向稳定杆的半主动混合电磁悬架在匀速直线行驶时,能够更好地提高乘坐舒适性以及振动能量回收性能,在转向或侧倾角过大时,能够更快地调整车身姿态以提高操稳性。     

磁流变半主动横向稳定杆对汽车侧倾的影响

由于智能材料磁流变液具有响应时间短、可控范围大等特性,基于磁流变液的半主动执行器件的应用越来越广泛。为同时保证车辆在高速转向时的行驶安全性（抗侧倾性能）和在通过不平路面时的行驶平顺性,提出一种磁流变半主动横向稳定杆。装有旋转式磁流变阻尼器的横向稳定杆可在车辆低速转向时提供较小的扭转力矩以提高平顺性,而在高速转向时提供大扭转力矩以提高安全性。为验证提出的半主动横向稳定杆的可行性和有效性,建立装有磁流变横向稳定杆的车辆侧倾数学模型,并基于整车动力学仿真软件CarSim对某型汽车整车模型进行半被动控制下的动力学仿真。以一种基于车身侧倾角速度的分段控制策略对磁流变横向稳定杆进行了初步的控制仿真,并与传统被动横向稳定杆对车辆侧倾的性能影响进行了对比、分析和评价。     

横向稳定杆对搅拌车稳态响应的影响

运用Trucksim软件建立重卡搅拌车整车模型,并进行稳态回转仿真与试验,验证模型的准确性。通过对汽车的侧倾状态进行理论分析,可知前后悬架横向稳定杆刚度匹配影响车辆前后轴的侧倾刚度,从而影响汽车的稳态响应特性。最后对横向稳定杆不同布置方案进行仿真分析,并通过了试验验证。结果表明:前桥增加横向稳定杆有利于整车的不足转向与抗侧翻能力,提高工程车辆稳态特性。     

汽车主动防侧倾系统建模与试验分析

为提高汽车行驶稳定性,建立了汽车主动防侧倾系统的动力学模型,通过在MATLAB/Simulink环境中建立汽车主动防侧倾稳定杆模型,设计了PID侧倾稳定控制器。在CarSim软件中建立了汽车动力学模型,实现了该汽车主动防侧倾系统的MATLAB/Simulink和CarSim的联合仿真。仿真结果表明：与传统横向稳定杆相比,汽车主动防侧倾系统能够明显减小车辆车身的倾角。最后通过实车试验对仿真结果进行了验证,试验结果表明了仿真结果的正确性,证明了汽车主动防侧倾系统能有效提高车辆行驶稳定性和安全性,改善乘坐舒适性。     

模糊分数阶滑模控制的主动横向稳定杆算法

汽车转向出现横向侧倾时,主动横向稳定杆能够实时计算并输出相应的力矩,抑制悬架弹簧变形,从而使车辆拥有良好的侧倾运动性能。基于滑模变结构控制理论的主动横向稳定杆相较于PID算法及模糊控制算法拥有更好降低车辆横向倾斜的能力,但是在系统状态到达滑模面时总伴随着抖振现象。对此,在控制器滑模面定义过程中引入了分数阶微积分理论,利用模糊规则实现对切换增益参数的自适应调整。通过进行Carsim-Simulink联合仿真,验证了该算法对汽车侧倾角有较好的控制效果,并抑制了抖振现象。     

主动式横向稳定杆实验台架液压系统设计

为更有效地研究液压式主动稳定杆对汽车侧倾稳定性的影响,并缩短研发周期,设计了硬件在环仿真实验平台的液压系统。该液压系统模拟了路面不平度对悬架的影响,并基于单/双轴通用稳定杆实验台架对比了电磁开关阀和三位四通阀两种阀体方案对液压系统效率的影响。实验结果证明了所设计的"比例溢流阀+电磁开关阀"组合可以提高执行器的响应速度。     

轿车稳定杆连接杆布置位置对整车操稳性能的影响研究

针对横向稳定杆连接杆布置位置会影响整车操稳性能的问题,对两种布置方案(布置在主销前侧、主销后侧)从空间力学角度进行了受力分析。提出了稳定杆连接杆布置在主销后侧会增大悬架侧倾转向系数,从而有利于整车不足转向的方案,并在ADAMS中建立了带有非线性稳定杆的悬架、整车装配模型,通过悬架KC仿真,对稳定杆影响比较大的悬架侧倾转向系数、侧倾角刚度等指标进行了分析;通过整车稳态回转工况仿真,就两种布置方案对整车性能的影响进行了分析。研究结果表明:横向稳定杆连接杆布置在主销后侧,整车不足转向度会增加20.59%,车辆稳定性变好;但同时整车侧倾梯度也会增加2.24%,车辆安全性变差。     

横向稳定杆对整车侧倾及纵倾特性的影响

基于Adams/car建立了某微型轿车的刚柔耦合虚拟样机模型,调整横向稳定杆的结构参数和安装位置并进行前轮跳动仿真。仿真结果表明:当横向稳定杆的结构参数和安装位置改变时,会对整车的侧倾及纵倾性能产生不同程度的影响,主要体现在悬架侧倾角刚度和抗制动点头率的变化。进行了横向稳定杆的动态应变试验,通过试验与仿真结果的对比,表明刚柔耦合虚拟样机模型仿真能够准确预测横向稳定杆在各个工况下的动态应变特性,从而有效预测整车的侧倾及纵倾特性。     

基于刚柔耦合模型探究横向稳定杆对整车性能影响

以某微型电动汽车实车参数为依据,基于动力学软件ADAMS,结合应用Hypermesh、Nastran模态分析软件,建立该微型电动汽车的刚柔耦合虚拟样机模型,并通过将仿真试验与实车试验数据结果对比分析,检验虚拟样机模型是否正确。以正确的虚拟样机模型为研究基础,分别改变该微型电动汽车前悬架横向稳定杆的长度、宽度、直径及与悬架的安装位置,探究横向稳定杆对整车性能影响。结果证明,增加横向稳定杆的直径即适当加重横向稳定杆,可有效改善汽车的侧倾特性跟纵倾特性。     

汽车侧翻稳定性仿真与分析

研究汽车的侧翻风险与其结构和行驶因素的关系,对提高汽车侧向稳定性具有重要的意义。针对高速急转向情况,建立3自由度侧倾模型,对转向盘阶跃输入和双移线工况仿真。以横向载荷转移率为评价指标,分析汽车在不同参数下的侧翻动态特性。通过对比15自由度模型,验证所建模型符合侧倾规律。结果表明,在前悬增设横向稳定杆、降低质心高度、增大轮距,将有助于提高汽车防侧翻的主动安全性。     

电动车用电机式主动稳定杆多模式控制策略研究

电动车在行驶过程中,路面及车身等情况不断变化,为了兼顾车辆在不同行驶工况下的行驶平顺性及侧倾稳定性,针对电机式主动稳定杆系统提出了三种工作模式,控制器根据车身的状态信号选择合适的工作模式。基于MATLAB/Simulink,建立了14自由度整车模型和电机式主动稳定杆模型,在多种工况下进行了仿真分析。仿真结果表明：电机式主动稳定杆系统根据不同的外部条件或行驶工况选择合适的工作模式,能有效提高车辆的侧倾稳定性与行驶平顺性。     

汽车横向稳定杆轻量化设计方法研究

以某车辆的横向稳定杆为研究对象,通过将仿真结果与理论计算得到的稳定杆杆臂端部位移和应力分布进行对比,检验了有限元分析的可行性;通过ISIGHT软件对CATIA和ABAQUS集成,设定横向稳定杆的杆臂长度、杆件外圆直径和内圆直径为变量,采用NSGA-II遗传优化算法实现了横向稳定杆的轻量化设计。对轻量化结果再次进行有限元仿真,结果表明,轻量化后横向稳定杆质量降低了18.1%,应力降低了7.1%,侧倾角刚度提升了26.4%,在大负荷工况下疲劳寿命提升了14.8%。研究结果既实现了横向稳定杆的轻量化,又提升了横向稳定杆的刚度和使用寿命。研究方法为同类产品的有限元分析及轻量化设计提供参考。