基于有限元的轮胎自激振动时频分析

研究汽车轮胎减少磨损,延长使用寿命的问题,轮胎多边形磨损与胎面质量块的侧向自激振动密切相关.了解产生自激振动的速度区间以及胎面与地面的摩擦状态就显得十分重要.因此建立了轮胎一地面系统的理论模型,引入符合轮胎橡胶摩擦规律的摩擦曲线.运用有限元软件,建立子轮胎与地面有限元模型,导入上述摩擦曲线,分析了位移时间历程和位移速度相平面图,发现了容易产生自激振动的速度区间.选择三种特征车速进行仿真.结果证明通过研究可以减少轮胎的磨损量,延长寿命,为今后轮胎多边形磨损正确建模有参考价值.     

轮胎均匀磨损建模与仿真

建立了轮胎均匀磨损模型并进行了仿真.在已有轮胎刷子模型的基础上建立轮胎接地模型,和轮胎运动模型结合起来,建立了可预测轮胎均匀磨损的稳态模型.磨损量是表征轮胎磨损程度的关键指标,通过分析从能量的角度对磨损量进行了初步估算.轮胎磨损模型主要考虑了轮胎力学特性,通过仿真分析了纵向力、侧向力和侧偏角对磨损量的影响趋势,得出了应着重于轮胎侧向力学特性来控制轮胎磨损量的结论,因此对车轮定位参数优化能更好地减少轮胎磨损.所建模型有利于进一步研究轮胎瞬态磨损和偏磨损.     

区域划分在自相交多边形分解算法中的应用

多边形分解在计算机图形学、CAD软件和路径规划等领域中得到广泛应用.其自相交多边形因存在交点导致后续计算和绘图操作中的错误和不准确性.自相交多边形分解算法是CAD应用中常见的难题之一,传统的自相交多边形分解算法主要基于三角剖分的方法,然而这种方法分解出的三角形数量较为庞大,增加了计算和存储的复杂度.针对自相交多边形的分解问题,提出了一种基于区域划分的分解算法.首先寻找多边形的所有交点;然后采用寻路方式遍历自相交多边形,将其划分为无重叠且无自相交的区域;最后通过判断每个区域是否属于多边形内部,并保留内部区域,舍弃外部区域,将自相交多边形分解成无重叠区域的简单多边形.在多个大型集成电路板上将文中算法和GluTess方法进行数值实验对比,实验结果表明,该算法相较于GluTess方法在时间效率上提高了约60%,同时在空间占用上也减少了约20%.     

基于LuGre摩擦模型的轮胎自振系统数值分析

为用多边形磨损理论研究汽车轮胎磨损,针对最简化的单自由度胎面-路面非线性系统,单独分析胎面侧向自激振动特性与车速的关系. 将LuGre摩擦模型引入胎面-路面单自由度振动系统,模拟轮胎与路面的实际摩擦情况. 利用Matlab仿真胎面在不同车速条件下的振动情况. 结果表明在一定的系统参数设置下,胎面在轮胎宽度方向上能产生硬自激,且车速范围与已知情况基本吻合,从而证明该理论模型正确.     

基于环境激励的桥梁振动模态识别算法研究

在桥梁建造和维护过程中,需要对桥梁的振动模态进行在线、实时的分析,急需一种不需要人工激励进行快速模态分析的算法。通过研究自然激励技术NExT( Natural Excitation Technique)与自回归滑动平均模型ARMA( Auto￣Regressive and Moving Average Model),在常规的自然环境模态分析算法的基础上构造出一种快速求解NExT￣ARMA模型的算法进行桥梁模态识别。相比于传统的环境激励模态参数计算方法,该算法不但降低了传统算法的复杂度,而且采用了反馈的方式提高了计算精度。采用ANSYS建立有限元模型并搭建简易实验系统分别对该算法进行仿真验证和实验验证,验证结果表明,该算法能够有效地在自然激励下提取出桥梁结构的各阶模态,其中对前三阶固有频率的识别相对误差降到1％左右。     

单纯多边形的裁剪算法研究

本文基于平面多边形方向的唯一性,通过引入矢性数的概念,将平面任意 多边形划分为单纯多边形和奇异多边形两种,拓展了平面多边形的研究领域,并且给出了一套简洁高效的单纯多边形形裁剪通用算法。     

基于改进自编码网络的轴承振动异常检测

近年来,自编码器和神经网络技术已被广泛研究并应用于轴承振动等工业数据的异常检测问题上,但仍存在着训练数据量大、网络参数初始化、训练效率较低、异常检测效果较差等问题。为解决上述问题,提出了一种结合马氏距离和自编码网络的异常检测方法。利用轴承振动数据特征之间具有一定相关性的特点,通过数据的马氏距离快速检测出部分异常数据,减少了自编码网络的训练数据量;用自编码器结合分类器构建自编码网络,解决了网络参数初始化问题并且显著提高了训练效率;将数据的马氏距离作为特征加入训练中提升了自编码网络的异常检测效果;在自编码器中加入稀疏性限制并构造先升维再编码的结构,增强了自编码器的特征学习能力和收敛性。实验结果表明,针对低维轴承振动数据,提出的方法较其他异常检测方法具有较好的检测效果且具有一定的稳定性和泛化能力。     

静电微驱动器的高阶自激振动与数值仿真

相较于传统静电微驱动器,基于自激振动的静电微驱动器具有输出位移更大的优点,并且工作过程中出现高阶振动现象。为了对高阶振动进行研究,对其进行数值仿真。根据驱动器中的悬臂梁是否与电极发生接触,悬臂梁的振动被分成两个阶段。当悬臂梁与电极发生碰撞时,利用动量平衡法建立碰撞模型。当悬臂梁在电极之间振动时,利用欧拉—伯努利梁的弯曲方程求解。通过MATLAB的数值方法求解控制方程,计算不同时刻的挠度—位置曲线。数值仿真求解得到的振型与试验中观察到的对应相同,数值仿真中也观察到了试验中出现的频率跳跃现象。     

硅微振动陀螺仪驱动器自激驱动研究

为了提高硅微机械陀螺仪的检测精度,稳定驱动振动速度的幅度和频率,采用了硅微机械陀螺仪自激驱动方式.该方式能够使驱动振动自动稳定在陀螺仪驱动模态的谐振频率上.同时,采用自动增益控制(AGC)保持恒定的驱动振动幅度.根据自激驱动电路原理和现有的陀螺样品,建立了陀螺仪驱动动力学方程的等效电路模型.设计、制作了自激驱动电路,仿真和实验结果表明该方法切实可行.     

汽车胎压监测传感器研究

对汽车胎压监测传感器系统进行研究,当轮胎气压和温度发生异常时实时提醒驾驶者,提高汽车安全行驶性能.从系统、硬件、天线、软件和结构等设计方面进行阐述.系统经过实车测试达到预期效果,能实时监测汽车4个轮胎的压力和温度值,当轮胎压力或温度超出标准范围时,能及时提醒驾驶者停车检查轮胎情况.     

基于小波惟一描述子的多边形逼近方法

提出了一种基于小波惟一描述子的多边形逼近方法。对提取的多边形采用小波描述子,通过比较原始多边形和逼近多边形之间小波惟一描述子偏差的大小,选择一个最佳的逼近结果,以得到一个顶点数递减的近似多边形序列。与现有方法比较,本文方法既考虑了轮廓的整体信息,又考虑了轮廓的局部信息,因而具有更好的鲁棒性。将该方法与面积法及勒让德矩方法进行了比较,实验结果表明,采用该方法得到的逼近结果具有更好的效果及可靠性。     

基于Adaboost算法的车辆轮胎检测研究与实现

为了更有效地对路段车流的车型进行分类统计,可通过测量车辆轴距的方法实现归类。提出了一种基于Adaboost算法,利用OpenCV视觉库对摄像机采集的车辆图片进行轮胎识别的检测方法。其基本思想是建立轮胎样本和级联分类器,利用被训练成的强分类器对摄像机采集的视频截图进行目标车辆轮胎的检测,然后通过检测结果计算出车辆两个轮胎之间的距离参数,从而求出轴距以确定其车型。通过分析检测出来的轮胎图案,发现存在较高的漏检率和错检率。最后,通过调整样本结构,发现大幅提高了检测准确率。     

基于连接点的3D多角弧匹配

为了满足实际应用的要求，快速地进行多角弧匹配是必要的，因此，提出了一种快速的3D多角弧表示和匹配的方法。该方法是在分析多角弧几何形状基础上，引入连接点的概念，同时，通过在连接点处建立局部直角坐标系来得到每一连接点处的球面坐标。并用连接点的球面坐标集表示多角弧，因这一表示在旋转和平移变换下是不变的，所以可取该球面坐标集作为多角弧匹配的特征集，用该特征集可保持多角弧的几何属性和拓扑结构。这样3D多角弧匹配就降为1D数值串匹配，从而使使匹配变得简单快速。其测量函数为对应连接点间的均方差。实验结果表明，该匹配算法效果良好，并且对于数值污染具有健壮性。     

一种基于遗传算法的数字曲线多边形逼近方法

提出了一种基于遗传算法的数字曲线多边形改进逼近方法。该方法针对规则形状数字曲线的多边形逼近问题,以二进制向量序列表示的染色体作为每一个对应的逼近多边形候选解,将简化前后多边形质心偏移误差以及各被替换线段欧氏距离的方差引入到适应函数中,用迭代次数的sigmoid函数作为变异概率来控制遗传算法优化求解过程中的全局和局部搜索特性。实验结果表明,该方法对于保持曲线多边形简化逼近后的形状特征具有较好的效果。     

基于智能传感器MPXY8320A的TPMS系统设计

介绍TPMS系统的发展历程、应用现状及趋势,比较了直接式TPMS和间接式TPMS各自的优缺点,描述了此系统的结构和基本原理,研究了此系统中的几个关键问题（如外置编码存储器轮胎定位、无源化）,并且给出了解决方案。设计了一种以微控制器C8051F531A为核心,应用新型传感器产品MPXY8320A实现TPMS的方案。     

基于无线胎压传感器的耗能研究

本文首先介绍了胎压检测系统的架构和无线胎压传感器的硬件组成。然后,给出了详细的无线胎压传感器耗能构成,包括压力检测模块、温度检测模块、电压检测模块、信号调理模块、射频发射模块、低频接口、模块静态耗电、电池自放电及脉冲放电。最后,以某著名汽车主机厂采用的基于该耗能构成的无线胎压传感器为例,进行了计算和测试。结果表明无线胎压传感器的耗能绝大部分来自压力检测模块耗电、模块静态耗电及电池自放电,提出的无线胎压传感器耗能构成及计算方法具有合理性,满足使用要求。     

Road Friction Coefficient Real-Time Identification Based on the Tire Dynamic Friction Model

Road friction coefficient real-time estimation methods is an important issue and problem in automotive active safety con- trol system development. First a fixed feedback gain sliding mode observer of road adhesion coefficient is designed through the es-tablishment of tire/road dynamic friction model in this article. The simulation results shows that the observer can well real-time iden-tify the current road adhesion characteristics. And more importantly, the observer only need wheel speed signal and the braking torque （brake pressure） signal, so the system is low cost, and its adaptability is good. There is no doubt this estimation method has a good application prospect.     

基于多传感器信息融合的轮胎压力监测系统

为了提高轮胎压力监测系统的精度,运用贝叶斯方法建立了其多传感器信息融合的数学模型。该模型融合了轮胎的温度和压力这两种互补信息,相对于传统的轮胎压力监测系统而言,具有信息的完整性、统一性、多样性和容错性等优点。实验表明该系统可以达到全面预警爆胎的作用,为监测轮胎压力和温度提供了一个行之有效的方法,功能可靠,适于推广。