基于模糊PID的动态履带张紧力控制系统研究

履带张紧力是影响履带可靠性的主要因素,保持履带张紧力的稳定性有利于提高履带服役寿命,使整车在越野工况中发挥出优越的性能。在对托带轮、负重轮、诱导轮以及履带张紧器的几何关系及受力分析的基础上,建立了履带张紧力的理论估算模型,通过与多体动力学仿真结果进行比较,验证了履带张紧力理论估算模型的正确性。在此基础上,基于模糊比例-积分-微分（proportional-integral-derivative,简称PID）控制理论设计了一种履带张紧力控制系统,可通过转动诱导轮曲臂来调整履带的松紧度。仿真结果表明：该控制系统能够快速、准确地达到期望履带张紧力,可有效地抑制车体振动的情况及托带轮所受履带的冲击载荷,增加了履带车辆行驶的可靠性。与传统的诱导轮固定方式相比,该控制系统可有效降低接地段履带的动态张力,且没有加剧履带脱轮的风险。     

履带车辆悬挂参数变化对悬挂特性影响分析

通过确定实际履带车辆的简化条件,建立了二自由度车辆悬挂系统模型,得出了车身加速度、悬挂动行程、负重轮相对动载荷对路面输入的幅频特性,分析了悬挂刚度、阻尼系数、负重轮胶圈刚度和非悬置质量等参数变化对悬挂传递特性的影响.结果表明,在进行车辆悬挂系统设计和振动控制时,必须考虑悬挂系统参数的匹配问题和参数变化对振动控制的影响.     

履带车辆电磁主动悬挂LQR控制研究

针对军用履带车辆悬挂系统对车辆行驶中的振动控制需求,采用了磁流变阻尼器与电磁作动器相复合的方式,引入履带车辆电磁主动悬挂,建立了悬挂动力学模型。采用滤波白噪声方法生成路面随机输入激励,并导出了悬挂系统状态方程,进而设计和仿真分析了LQR最优主动控制算法。研究结果表明,采用该控制方法对于提高履带车辆行驶的安全性和乘坐舒适性是可行的。在某型履带车辆上,当负重轮相对动载荷均方根值仅增加2.82%和悬挂动行程小于三分之一最大行程时,车体加速度均方根值能降低40.74%。     

履带式湿地系列推土机行走机构的仿真

采用多体动力学仿真软件RecurDyn的履带车辆子系统Track（LM）建立履带式湿地系列推土机多体动力学模型,对推土机的行走机构进行了仿真分析,着重对不同接地比压的履带式湿地推土机在相同含水量的路面运行过程中负重轮、驱动轮、履带销轴,以及斜支撑进行受力分析,提出结构改进优化建议及延长履带行走系统使用寿命的措施,为履带式湿地系列推土机的设计及使用提供参考.     

履带车辆主动悬挂多点布置优化

为实现履带车辆主动悬挂减振性能和能耗达到综合最优,基于正交试验方法开展履带车辆主动悬挂多点布置优化设计。首先,建立了履带车辆悬挂系统动力学模型,并通过道路模拟试验验证了该模型的合理性;其次,开展了履带车辆悬挂系统正交试验,分析了4种典型路面下各子悬挂对悬挂系统减振性能影响的敏感性;最后,设计了主动悬挂作动器的6个布置方案,通过建立基于线性二次最优（linear quadratic regulator,简称LQR）控制的履带车辆主动悬挂动力学模型,分析了典型路面下各布置方案对悬挂系统减振性能的影响规律及能耗变化规律。结果表明,通过对履带车辆主动悬挂作动器的布置优化,可以实现悬挂减振性能和能耗之间的平衡。     

基于Simscape和RecurDyn的履带车辆动力学仿真技术研究

基于Matlab/Simscape建立履带车辆发动机和传动系统的物理模型.基于多体动力学软件RecurDyn建立履带车辆行动部分虚拟样机.通过Simulink和RecurDyn的接口技术,建立了发动机-传动装置-行动装置的履带车辆联合仿真模型.对履带车辆在硬路面进行直驶仿真,得到了换挡时的车速及驱动轮扭矩变化曲线;对履带车辆在硬路面进行无级转向仿真,得到了转向时驱动轮转速曲线和扭矩曲线、车速曲线和履带车辆运动轨迹.仿真结果表明,论文建立的履带车辆联合仿真模型有效可行,为履带车辆动力学仿真分析提供了新的思路.     

基于RecurDyn的履带车辆高速转向动力学仿真研究

采用多体动力学仿真软件RecurDyn的履带车辆子系统Track(HM),建立某型履带车辆多体动力学模型,对履带车辆在硬、软两种地面的高速转向过程进行动力学仿真和对比分析,着重讨论履带车辆在软地面高速转向的动力学特性,为履带车辆转向性能的研究与高速转向的正确操作提供指导。     

某高速履带式装甲车悬挂系统动力学仿真

基于多刚体动力学理论建立了高速履带车辆悬挂系统与地面作用的动力学模型,基于贝克理论建立路面,研究了高速履带车辆在工况为爬行60°坡时悬挂系统的动力学响应问题,分析了车辆爬60°坡在2种不同路面上左、右履带的平均转矩,并且和计算求得理论转矩进行比较,分析得出仿真数据和理论数据误差率在5%内,模型特别考虑了履带对履带车辆动力学响应的影响.     

履带推土机推土转向工况负重轮仿真研究

为了提高履带推土机负重轮的使用寿命,采用多体动力学仿真软件RecurDyn,针对履带推土机推土转向作业工况进行运动学与动力学仿真分析,研究履带推土机行走系统在推土转向作业工况负重轮的受力状况,得出制动侧与驱动侧行走系统中各负重轮所受载荷分布规律,转向中心的位置以及在此工况下容易发生啃轨、漏油的负重轮位置,主要采用对调负重轮位置的方法解决。所采用的虚拟样机技术,可作为履带式工程机械仿真研究的方法,仿真结果可作为履带推土机设计与优化的参考依据。     

军用履带车辆平顺性虚拟样机试验研究

基于多体动力学仿真软件ADAMS建立了履带车辆虚拟样机模型,对车辆的平顺性进行了仿真研究,并与实验结果进行了比较,结果表明,该仿真模型能够对履带车辆的平顺性进行准确地分析与预测.     

考虑路面不平度的路面识别方法

基于滑移率控制的汽车电控制动系统实现的难点在于确定不同路面下的最佳滑移率。不平路面上路面不平度引起的动载荷会对汽车车轮速度、滑移率、制动力系数等参数带来波动,间接影响路面识别。在两种轮胎模型的基础上,将汽车平日里行驶的路面划分为6种类型,提出一种能适应不平路面的识别算法。依据路面最佳滑移率前制动力系数-滑移率曲线下的封闭面积构造一个能代表典型路面特征参数的特征值,给出6种典型路面的特征值区间并据此识别汽车当前行驶路面。建立含路面不平度激励的14自由度汽车动力学模型,通过在单一路面和对接路面上的汽车制动模拟试验验证了识别算法的有效性。结果表明算法能在不平路面上较准确、快速地识别当前给定路面状态并将识别结果便捷地用于汽车电控制动系统的最佳滑移率控制。     

整车道路模拟与道路试验关联研究

24通道道路模拟机能最大程度地复现路面对整车的激励,能真实、快速地暴露出大部分整车可靠性问题,它已成为整车可靠性开发重要的手段之一。为探讨整车道路模拟和道路试验的关联程度,进行了道路载荷谱采集和台架迭代,将试验场载荷和台架响应,从时域和频域多个角度进行对比分析,并与路试发生的故障进行对标分析,结果表明:24通道台架试验与路试具有非常高的关联度,在项目前期开发中,可替代路试以缩短试验开发周期。     

基于控制分配的主动前轮独立转向车辆转角分配算法

针对新近提出的主动前轮独立转向(AIFS)系统基于规则的转角分配方法自适应性差、无法实现最优分配的问题,提出了一种基于控制分配的转角分配算法。指出了传统主动前轮转向(AFS)存在的问题,阐述了主动前轮独立转向系统的结构和工作原理;在MATLAB/Simulink中建立了整车四自由度数学模型,设计了AIFS滑模控制器和转角分配模块;通过阶跃转向工况对所提出的转角分配算法进行了仿真验证。结果表明：该分配算法可以使AIFS自适应内外轮载荷转移变化,自动调整内外轮转角大小,较AFS可以更好地跟踪理想横摆角速度和理想运动轨迹,实现了“能力越大的轮胎贡献越大”的控制目标,提高了车辆极限转弯时的侧向稳定性。       

Estimation of Road Friction Coefficient in Different Road Conditions Based on Vehicle Braking Dynamics

The accurate estimation of road friction coefficient in the active safety control system has become increasingly prominent. Most previous studies on road friction estimation have only used vehicle longitudinal or lateral dynamics and often ignored the load transfer, which tends to cause inaccurate of the actual road friction coefficient. A novel method considering load transfer of front and rear axles is proposed to estimate road friction coefficient based on braking dynamic model of two-wheeled vehicle. Sliding mode control technique is used to build the ideal braking torque controller, which control target is to control the actual wheel slip ratio of front and rear wheels tracking the ideal wheel slip ratio. In order to eliminate the chattering problem of the sliding mode controller, integral switching surface is used to design the sliding mode surface. A second order linear extended state observer is designed to observe road friction coefficient based on wheel speed and braking torque of front and rear wheels.The proposed road friction coefficient estimation schemes are evaluated by simulation in ADAMS/Car. The results show that the estimated values can well agree with the actual values in different road conditions. The observer can estimate road friction coefficient exactly in real-time andresist external disturbance. The proposed research provides a novel method to estimate road friction coefficient with strong robustness and more accurate.     

Identification of Maximum Road Friction Coefficient and Optimal Slip Ratio Based on Road Type Recognition

The identification of maximum road friction coefficient and optimal slip ratio is crucial to vehicle dynamics and control.However,it is always not easy to identify the maximum road friction coefficient with high robustness and good adaptability to various vehicle operating conditions.The existing investigations on robust identification of maximum road friction coefficient are unsatisfactory.In this paper,an identification approach based on road type recognition is proposed for the robust identification of maximum road friction coefficient and optimal slip ratio.The instantaneous road friction coefficient is estimated through the recursive least square with a forgetting factor method based on the single wheel model,and the estimated road friction coefficient and slip ratio are grouped in a set of samples in a small time interval before the current time,which are updated with time progressing.The current road type is recognized by comparing the samples of the estimated road friction coefficient with the standard road friction coefficient of each typical road,and the minimum statistical error is used as the recognition principle to improve identification robustness.Once the road type is recognized,the maximum road friction coefficient and optimal slip ratio are determined.The numerical simulation tests are conducted on two typical road friction conditions（single-friction and joint-friction）by using CarSim software.The test results show that there is little identification error between the identified maximum road friction coefficient and the pre-set value in CarSim.The proposed identification method has good robustness performance to external disturbances and good adaptability to various vehicle operating conditions and road variations,and the identification results can be used for the adjustment of vehicle active safety control strategies.     

竞赛型自行车手把的优化设计

手把是自行车重要支撑及承受负荷的零件,尤其自行车手把受到踩踏力以及骑乘者质量所产生的反力与压力相当大,故在设计初期须以自行车手把的强度与刚性为设计重点,并且必须要符合法规要求,以确保其结构强度及安全性.为建立CAE设计与模拟分析技术在自行车结构的研发能量,以竞赛型自行车手把为研究对象,并藉由竞赛型自行车手把设计重点的探讨,改变传统圆形截面的手把,设计出相对应的手把截面几何形状及管壁厚度,以减少因尺寸增加造成固定端应力集中增加的现象,并改善手把因受力变形导致踩踏能量损耗的现象.进行手把几何尺寸的优化设计,以达到比传统圆形截面手把更轻且更强的竞赛型手把设计.经优化设计的手把结构必须再依照欧盟EN 14781静力与疲劳测试法规,及德国DIN 79100冲击测试法规进行测试模拟,以确保所设计的手把结构符合法规规范.此竞赛型手把数值模型的设计分析方法可提供相关产业未来在产品开发设计时的参考.     

载重汽车ABS路面辨识算法研究

分析了汽车的制动动力学模型，提出了一种新的适用于载重车的ABS路面辨识算法。算法以车轮转速作为输入，计算出车轮的滑移率和车轮与地面的附着系数，将附着系数与同一滑移率下汽车与路面的理论附着系数进行对比，从而辨识出汽车行驶的路面。搭建了某载重车ABS测试控制系统，进行了道路试验。路试结果表明，该算法可以有效地识别出路面性质，使车轮在不抱死的情况下达到最佳的制动效果。     

国产CAD软件重启之路

回顾了国产CAD软件开发和应用的发展史,展示了我国在CAD和计算机图形学方面的基础研究,以及大型应用软件系统的开发和实际应用.以上海市CAD应用工程软件产品白玉兰CAD为例,梳理了我国在CAD软件开发中形成的理论基础、技术基础、算法基础、系统设计基础和应用定制基础.论证了重启国产CAD软件的可能性,提出一些重启策略,并给出一些重启方案.     

聚焦汽车道路模拟试验技术

随着汽车产业的迅猛发展,汽车可靠性方面的研究愈来愈显得尤为关键。传统的汽车测试是在现实行驶道路上进行大量的试车,这种试验最接近用户的实际使用情况,但对于汽车的实际使用寿命来说,往往需要很长的行驶里程,有的甚至达到百万公里以上,这通常会花费数年的时间,因此在新车型开发中就限制了这个试验手段的使用。