汽车自适应巡航控制系统硬件在环仿真平台的设计与仿真试验（英文）

为了提高自适应巡航控制(ACC)系统的仿真精度,利用实车ACC系统的执行机构建立了硬件在环仿真(HILS)平台。HILS平台由仿真模型和硬件部分组成。仿真模型将运行在d SPACE仿真系统中,包括为了产生雷达模拟信号、ACC控制指令及计算车辆运行状态的雷达模拟器、ACC控制器和车辆模型。硬件部分主要包括电子节气门系统、主动制动系统及其附属的传感器及控制器等。通过串口通信接收来自ACC控制器的指令,HILS平台的硬件可以完成节气门开度和制动压力跟随控制。利用HILS平台进行了不同工况下的ACC仿真试验,仿真结果表明:HILS平台工作状况良好,并可以用于ACC控制器的开发。     

基于控制导向模型的液压混合动力车辆能量管理控制研究

为了提高轻型卡车串联型液压混合动力车辆的燃油经济性,提出一种液压混合动力车辆系统控制导向非线性数学模型。该系统数学模型将串联型液压混合动力车辆视为多端输入和多端输出系统:输入由发动机节气门开度、液压泵排量和最大排量以及机械制动转矩组成;输出由发动机速度、发动机转矩、蓄电池压力、车辆速度和燃油流量组成。设计线性二次型积分控制器并且应用于提出的串联型液压混合动力车辆模型上,能够实现低液面控制器输出随动控制。仿真结果表明所设计的数学模型和控制策略能有效节约发动机燃油消耗,操纵性能良好。     

基于分层控制的汽车电液复合制动稳定性控制研究

汽车在复杂工况下紧急制动时容易发生侧滑、甩尾等问题。为提高汽车制动稳定性,设计了一种电液复合制动稳定性控制系统。该系统采用分层控制结构,上层运动控制器根据车辆的运动参数和驾驶员意图计算车辆期望状态,下层控制分配器根据协同控制决策模块实现制动压力及横摆力矩的分配,对车辆进行制动稳定性调节。同时,利用Simulink与Carsim联合仿真平台进行仿真实验。结果表明：所提出的分层控制策略在保证车辆制动效能的基础上,能有效地改善车辆制动时的方向稳定性,控制精度高,鲁棒性好。     

液驱混合动力车辆控制系统硬件在环仿真

提出一种针对控制器开发的硬件在环仿真调试平台,并应用于液驱混合动力车辆控制系统的开发过程中.利用该平台对液驱混合动力车辆控制系统进行仿真及初步调试.研究结果表明:该平台能够验证电子控制单元软件算法和控制模式的正确性与合理性,降低实车调试的危险程度,从而可以避免调试过程中不必要的损失,提高控制系统研发的效率与质量.     

履带车辆液压储能式制动系统制动性能仿真研究

为了实现对履带车辆制动能量的回收利用,针对某型履带车辆建立其液压储能式制动系统,分析系统工作模式;在AMESim下建立液压储能式制动系统及车辆模型,在Matlab/Simulink下建立控制系统模型;提出基于踏板行程逻辑门限值的模糊控制策略;在驾驶员不同的制动意图和系统负荷能力条件下,对履带车辆的制动工况进行联合仿真研究。结果表明,在该控制策略下液压储能式制动系统实现了对履带车辆的稳定制动和对制动能量的有效回收。     

气压制动系统ABS双模糊控制仿真分析

根据气压制动系统的结构和性能特性,建立中型载货汽车动力学模型和气压制动系统模型。根据基于滑移率控制的ABS控制流程,在Matlab/Simulink环境内建立适合气压ABS的双模糊控制器。为研究双模糊控制方法在气压ABS系统中的控制效果,利用建立的模型和控制器,仿真双模糊控制气压ABS的制动过程,并把仿真结果与相同条件下逻辑门限值控制的气压ABS制动仿真结果进行对比。结果表明,双模糊控制方法在控制精度和控制柔性等方面具有较大的优势。     

基于优化非线性控制的液压制动系统压力跟踪仿真研究

为提高车辆制动过程中控制系统的响应速度,设计车辆液压制动非线性PID控制优化系统,并对制动压力跟踪效果进行仿真。给出车辆液压制动系统平面图,分析车辆行驶和制动过程中液压系统的工作原理。采用数学模型对车辆液压制动系统进行简化,针对输入的不确定性设计了非线性PID控制系统。采用遗传算法对非线性PID控制系统进行优化,给出了液压制动非线性PID控制系统的优化流程。在不同初始状态和不同压力信号条件下,采用MATLAB软件对制动压力跟踪误差进行仿真,并与优化前的仿真结果进行对比和分析。结果表明:在非线性PID控制系统中,液压制动压力跟踪误差较大,控制参数调整速度较慢;在遗传算法优化后的非线性PID控制系统中,液压制动压力跟踪误差较小,控制参数调整速度较快。采用遗传算法优化非线性PID控制系统,可以提高整个系统的反应速度,获得良好的制动效果。     

基于分层控制的汽车电液复合制动稳定性控制研究（英文）

汽车在复杂工况下紧急制动时容易发生侧滑、甩尾等问题。为提高汽车制动稳定性,设计了一种电液复合制动稳定性控制系统。该系统采用分层控制结构,上层运动控制器根据车辆的运动参数和驾驶员意图计算车辆期望状态,下层控制分配器根据协同控制决策模块实现制动压力及横摆力矩的分配,对车辆进行制动稳定性调节。同时,利用Simulink与Carsim联合仿真平台进行仿真实验。结果表明:所提出的分层控制策略在保证车辆制动效能的基础上,能有效地改善车辆制动时的方向稳定性,控制精度高,鲁棒性好。     

一种用于电液防抱死制动系统的显式非线性模型预测控制器设计

为实现对车辆制动过程进行快速且稳定的控制,设计一种用于电液防抱死制动系统的显式非线性模型预测控制器。通过对电液防抱死制动系统进行分析,明确电液防抱死制动系统的工作过程。在考虑系统参数的基础上,设计显式非线性模型预测控制器。将显式非线性模型预测控制器融入到电液防抱死制动控制系统中,以计算调节扭矩。同时利用状态预测器和缓冲器补偿电液防抱死制动系统的死区时间,从而提高制动过程的效率及稳定性,解决电液防抱死制动系统的非线性最优控制问题。实验结果表明:与逻辑门限控制方法相比,该显式非线性模型预测控制器对车辆进行制动控制时,具有更好的实时性和稳定性。     

汽车在加速/制动工况下的主动控制研究

建立1/2车辆加速/制动系统模型,基于最优控制相关理论设计了系统的控制器,利用Matlab/Simulink软件对系统进行仿真。仿真结果表明:与被动空气悬架系统相比,应用最优控制策略的主动空气悬架系统在改善车辆加速/制动系统的舒适性及平顺性方面具有明显的优势。     

基于仿真软件Working Model运动仿真系统的研究与开发

在机床的研制开发过程中,通过对机床三维建模和运动仿真,模拟机床的动态特性,并通过虚拟加工工件,不但能使设计和应用人员直观地看到机床的加工过程,可通过考察各铰链以及各部件的相对运动状态,检验支链是否发生干涉,从而可以交互式地进行机床结构参数的调整和改进,又可以检验零件数控加工程序和加工方法的正确性,为提高产品质量,降低成本,缩短产品投放市场的时间提供了非常有效的途径.     

直线一级倒立摆系统控制仿真及实验研究

倒立摆是一个非线性、不稳定的系统,控制情况比较复杂,在航空航天,军工领域,机器人等智能控制方面有所应用。倒立摆也是检验新控制算法的理想实验平台。阐述了直线一级倒立摆系统的组成和工作原理。首先根据直线一级倒立摆的物理模型,经过力学分析和近似处理等方法变为数学模型,随后分别使用PID和Fuzzy模糊控制方法,在MATLAB/Simulink中搭建合理的仿真模块,进行相关仿真分析。对比两种控制算法对倒立摆系统稳摆的控制结果,找出控制效果最好的控制方案,并分析不同算法的特点。最后使用直线一级倒立摆实物进行实时控制实验,以验证仿真的结果是否和实际结果相符。     

浅谈模拟仿真技术在石灰竖炉生产中的应用

本文对石灰炉煅烧等工艺过程的热工分析，建立了石灰炉炉内反应与传热的数值仿真模型。并以此为基础，利用现场检测和测定的各种参数，对石灰炉内预热带、煅烧带和冷却带的高度以及烧成状况、分解率等工艺过程进行计算机仿真，实现石灰炉的全息检测；研究石灰炉控制模型，建立了专家知识库，开发了石灰炉炉况在线诊断模型和软件；根据石灰石煅烧分解率、炉内温度分布以及石灰炉运行状况的在线计算和诊断结果，采用模糊控制和专家控制系统相结合，运用模糊智能控制器，进行炉况控制决策，从而获得过去难以达到的控制效果。     

LabVIEW在机器人弧焊作业仿真中的应用

提出一种基于LabVIEW环境开发的虚拟控制台,用于控制弧焊机器人的作业仿真过程。根据系统的功能需求,设计了仿真系统的控制流程。建立了控制台功能模块,包括几何模型、运动模型及驱动数据、作业信息统计与采集,分析了功能模块间的相互关联、调用的方式。仿真模拟的结果表明,按上述设计的虚拟控制台能很好地实现对弧焊作业仿真过程的控制。     

Modeling and simulation of metal forming equipment

The demand for components made from hard-to-form materials is growing, as is the need to better understand and improve the control of metal forming equipment. Techniques are presented for developing accurate models and computer simulations of metal forming equipment for the purpose of improving metal forming process design. Emphasis is placed on modeling the dynamic behavior of hydraulic vertical forge presses, although similar principles apply to other types of metal forming equipment. These principles are applied to modeling and simulation of a 1000 ton forge press in service at Wright-Patterson Air Force Base, Ohio, along with experimental verification.     

2-5轴刀具轨迹路径仿真模块的研究

介绍了2-5轴刀具轨迹的路径仿真模块的实现，首先讲述路径仿真模块的建模理论，体系结构，模块各组成部分的功能以及仿真模块的工作流程；然后介绍该模块在北京北航海尔软件有限公司自主知识产权的CAD/CAM软件CAXA-ME中的实现方法；最后列举仿真实例，并给出2-5轴刀具轨迹的路径仿真图。     

圆柱面力-位移分控多点成形的数值模拟研究

针对多点成形厚向约束不足易产生成形缺陷的现状,论文研究了无模多点成形中提高成形质量的一种新的成形方法,提出了力-位移分控的多点成形模式。讨论了力-位移分控多点成形模式下提高成形质量的机理,给出了实现力-位移分控多点成形的方法。采用数值模拟的方法,对不同曲率半径、板厚、成形力条件下的柱面件成形过程及回弹进行了分析研究。结果表明,采用力-位移分控的多点成形模式较多点摸具成形能获得更好的成形质量与效果;成形力越大,板厚越大,曲率越大,回弹越小。     

提高Dynaform模拟结果精度的试验研究

深入分析了Dynaform软件在成形工步中主要控制参数的影响规律,设计了合理的试验研究方案,对自适应次数、单元角度和最大自适应等级3个控制参数的影响进行分析,找到了解决模拟结果中出现"棱线"现象的方法,对实际CAE应用具有理论指导意义。     

锻造机双缸液压同步控制系统建模及仿真

为了提高锻造机双缸液压同步控制的精度,以便保证锻造成形的质量,简化锻造机双缸液压同步电液伺服控制系统模型,推导同步控制系统模型,得到控制目标方程。使用单神经元PID控制算法和交叉耦合算法作为锻造机双缸液压同步控制算法,通过仿真,分别得到并对比了使用常规模糊PID控制算法与模糊-单神经元PID控制算法作用下的锻造机左右液压缸的位置跟踪误差、相对同步控制误差以及液压缸的速度和压力跟踪误差。结果表明,相比于常规模糊PID控制算法,模糊-单神经元PID控制算法下的系统能够更快速地收敛,说明模糊-单神经元PID控制算法使得锻造机双缸液压同步电液伺服控制系统具有更强的鲁棒性。实验结果与仿真结果的变化规律一致,两者之间的误差小于10%,验证了提出的锻造机双缸液压同步控制方法的可行性。     

轮罩拉深成形的回弹补偿模拟分析

针对轮罩的回弹会严重影响零件的形状和尺寸精度的问题,提出了通过模具补偿降低轮罩回弹的方法。在对轮罩成形进行回弹仿真分析的基础上,根据回弹变形后的形状与期望形状的偏差对初始模具型面进行修正,使得冲压件过正成形,对覆盖件进行回弹补偿。回弹补偿模拟分析结果表明,一次补偿后回弹量得到明显改善,回弹量控制在0.65mm以内,减少回弹量56个百分点,满足了工程设计要求,大大减少了反复试模、修模的工作量,降低了冲压件的制造成本,缩短了新产品的开发周期。