履带车辆半主动悬挂计算机仿真研究

基于可调式半主动悬挂系统,以保持车辆悬挂性能最优或次优,可改善车辆振动环境。用动力学分析软件RecurDyn和控制分析软件Matlab／Simulink联合仿真,通过实体建模方法对高速履带车辆整车进行了被动和半主动悬挂对比仿真分析,研究结果表明,半主动控制通过悬挂阻尼力的变化改善车体振动效果明显,在高速履带车辆上采用可调阻尼式的半主动悬挂控制是可行和有效的。     

电磁比例节流阀稳态特性仿真分析

该文分别建立了某履带车辆半主动油气悬挂系统中用于实现系统阻尼可调的电磁比例节流阀的流量特性、刚度特性以及工作稳定性的数学模型,并根据电磁比例节流阀的实际工作环境,以MATLAB/SIMULINK作为仿真平台,对电磁比例节流阀的稳态特性进行了仿真,得到了电磁比例节流阀在不同开口时的流量特性曲线、刚度特性曲线和工作稳定性曲线,并对仿真结果进行了分析,分析结果对于优化电磁比例节流阀的设计参数、分析悬挂系统的阻尼特性以及改进悬挂控制系统的设计均有重要的指导意义.     

履带车辆悬挂系统半主动控制仿真

磁流变减振器是一种新型的阻尼器,具有结构简单、响应迅速、出力大和耗能小等特点,通过改变线圈电流来调节其阻尼力,在结构振动半主动控制领域有着广阔的应用前景.该文将这种阻尼器应用于履带车辆悬挂系统的半主动控制中,建立出了二自由度1/2车体模型,采用最优控制算法,得出了悬挂系统的最优控制力,并采用控制系统仿真软件 MATLAB中的Simulink工具进行仿真计算,得出了被动悬挂与半主动悬挂车体垂直加速度和角加速度时域响应曲线.通过比较表明该悬挂系统半主动控制能使位移和加速度同时减少30%以上,具有较好的减振效果.     

军用履带车辆半主动悬挂系统最优控制研究

将磁流变阻尼器这种智能减振装置应用于履带车辆悬挂系统中,构成了新型的半主动式悬挂系统,研究了磁流变阻尼器的力学特性,建立了1／2车体振动模型,采用基于最优控制理论的半主动控制算法,确定了悬挂系统的最优控制力,并对典型沙土路面激励下,某型军用履带车辆半主动悬挂系统的垂直加速度、垂直位移、角加速度和角位移的响应情况进行了仿真分析,结果表明该控制算法有着很好的减振效果。     

基于神经网络自适应控制的主动悬挂系统

该文给出了利用神经网络对主动悬挂系统进行自适应控制的方法，分析在不同的参数条件下的系统响应，仿真结果表明，用这种控制算法能对存在未知参数和变化参数的主动悬挂系统有很好的控制效果。     

履带车辆半主动悬挂多体及控制联合仿真研究

在履带车辆悬挂系统线性振动模型基础上,证明了悬挂最优阻尼比的存在,提出了统计意义上的最优阻尼控制策略,即为履带车辆悬挂半主动控制的理论基础。通过基于多体动力学理论的虚拟样机方法对某型履带车辆整车悬挂系统进行了仿真研究,结合“机械系统＋控制系统”联合仿真技术,对比了该车分别采用被动悬挂和半主动悬挂时的动力学特性,得出了该履带车辆采用半主动悬挂可显著降低车辆振动加速度,提高车辆乘坐舒适性的结论。从而验证了多体理论和联合仿真技术在履带车辆半主动悬挂技术的可行性。     

具有悬挂系统的轮腿式机器人设计与分析

设计了一种具有独立悬挂系统和足端缓冲机构的六足轮腿式机器人.该机器人结合了轮式机器人和腿式机器人的优点,同时将汽车的独立悬挂系统的设计思想应用在机器人上,降低了不平整地面对机器人的冲击,并减轻了由此引起的振动,保证了机器人在不同的复杂环境下机身内部环境的稳定.本文对该机器人的机构与结构进行阐述,建立了其运动学模型以及其悬挂系统机构和足端缓冲机构的单自由度振动模型,并对其缓冲机理进行分析对比.通过ADAMS仿真软件在不同地形环境下对其进行动力学仿真分析,验证了在机器人的运动过程中,与足端缓冲机构相比,悬挂系统的缓冲减震效果受地形影响较小,且悬挂系统和足端缓冲机构相结合会比单一缓冲机构具有更好的缓冲减震作用.     

基于GMA的列车主动悬挂系统垂向振动分析

针对列车被动悬挂系统对列车减振效果不明显的问题，提出一种超磁致伸缩作动器(Giant Magnetostrictive Actuator, GMA)用于主动悬挂系统中的方法。基于列车主动振动特性和超磁致伸缩作动器的磁致伸缩工作机理，搭建GMA为作动器的主动悬挂系统模型，通过MATLAB/Simulink仿真软件得到车体垂向振动响应。仿真结果表明，基于超磁致伸缩作动器的列车主动悬挂系统，与被动悬挂系统相比，抑制了列车垂向振动，列车垂向平稳性指标优化了12.62%,提高了列车运行品质。     

基于Backstepping 方法的全车液压主动悬挂最优控制设计

设计先进的悬挂系统是提高车辆性能的重要途径之一.本文针对并联式液压主动悬挂系统建立了较为详细的7自由度全车非线性模型,并根据其结构特点提出了线性二次型最优控制与Backstepping方法相结合的控制策略.仿真结果证明,利用该控制策略,主动悬挂系统既可以满足悬挂行程约束,又可以有效的提高乘坐舒适性;而且,与相同条件下的被动悬挂相比,车辆性能有明显改善.     

具有输入时滞的主动悬挂系统的减振控制

研宄具有输入时滞的汽车主动悬挂系统在路面扰动下的减振控制器设计问题.首先根据汽车悬挂系统的特点,从实用性的角度出发化简了悬挂系统的数学模型.然后提出一种变量代换方法,将具有输入时滞的主动悬挂系统转换为形式上不含时滞的系统.针对转换后的无时滞系统,设计出具有输入时滞的主动悬挂系统减振控制器:又从控制器的成本和易实现性出发添加了一个状态观测器.在这种系统结构下,设计出一种具有记忆和积分特性的主动悬挂系统减振控制策略.仿真结果验证了这种设计控制器的方法是有效的.     

基于Mechanism/Pro的汽车悬架系统运动仿真

为了解决多体动力学分析仿真过程中困扰仿真人员的模型建立和修改问题,以汽车独立悬架为研究对象,提出机械系统仿真一种比较理想的方法.首先应用多体动力学求解理论,从悬架物理模型中提取多体动力学求解模型.针对ADAMS/View建模能力较弱,通过三维建模软件Pro/E建模,采用Mechanism/Pro模块定义刚体、添加约束和驱动、调用ADAMS/Solver求解.可以很方便地建立复杂机械系统模型,并根据仿真结果及时对模型进行修改,实现机械系统多体动力学仿真的前处理、求解以及后处理均集成在Pro/E环境中.     

磁悬浮钢丝圈的建模与仿真分析

针对纺纱过程中加捻卷绕部件存在的高速限制问题,提出了磁悬浮钢丝圈系统的新型纺纱方法,并介绍了该系统的组成及基本工作原理.利用泰勒线性化方法建立了系统的力学模型,在此模型的基础上设计了闭环控制器的控制方法,应用PID控制方法和Matlab数学工具,找到了控制器的较优参数和系统的传递函数,并通过对系统在受到阶跃扰动时的仿真研究,得出了性能比较良好的控制方案.该研究对于磁悬浮等新技术在传统纺纱工业上的应用具有重要意义.     

磁悬浮系统的双环自适应控制器设计与仿真

研究了基于机械和电气两种结构的磁悬浮系统的自适应控制方案，实现了双环磁悬浮控制系统的稳定悬浮。根据电磁铁动力学方程和电磁线圈的电压平衡方程，建立了磁悬浮系统基本模型。对系统中的电气部分和机械部分采用不同的控制方法：电气部分采用模型参考自适应控制的方法，加快电流上升的速度，使电流环性能达到设定指标；机械部分简化模型建立在电气自适应控制的基础上，针对系统参数的慢变特点而采用自校正控制方法，给出了能够自动跟踪系统参数，尤其是悬浮质量变化的稳定悬浮自适应控制算法。仿真和实验结果均证明这种控制方法能够使电流环快速跟踪给定信号，保证此悬浮系统能够很好地适应悬浮质量发生突变的情况，具有一定的实用价值。     

渐变刚度板簧式轻卡悬架阻尼参数仿真设计

为了有效提高渐变刚度钢板弹簧式轻型卡车的乘坐舒适性,根据弹簧受力与刚度和变形之间的关系,利用等频原理,建立了渐变刚度钢板弹簧力学特性解析计算模型,并利用钢板弹簧加载-卸载试验对所建立的模型的正确性进行了验证。基于1/2车辆行驶振动模型,利用MATLAB的Simulink工具箱,建立了考虑渐变刚度钢板弹簧力学特性的轻卡行驶振动仿真分析模型。最后,以人体振动舒适性最佳为目标,利用多岛遗传算法,建立了轻卡悬架系统阻尼参数仿真设计方法,并利用实车试验对所建立的轻卡悬架系统阻尼参数仿真设计方法的正确性进行了验证。上述研究为渐变刚度钢板弹簧式轻卡悬架系统参数的设计提供了有效参考。     

基于Adams/Car的客车前悬架模型的仿真分析

利用Adams/Car建立钢板弹簧非独立悬架模型,并进行双轮平行跳动仿真试验.仿真试验得到外倾角、车轮前束角、主销内倾角与车轮跳动行程的关系,前束角变化很小,为0.01°/100 mm;车轮外倾角变化很小,为0.019°/100 mm.分析得出的外倾角、车轮前束角和主销内倾角均在合理的取值范围内,该悬架系统具有良好的操作稳定性.     

混合空气悬架系统侧倾仿真

为了研究某混合空气悬架的侧倾特性,在ADAMS/CAR中建立了该悬架系统刚柔体耦合的动力学模型。首先确定该型混合空气悬架的常用车轮跳动行程和台架侧倾仿真实验方法,然后确定了安装横向稳定杆和拆除横向稳定杆两种系统状态作为仿真工况,最后使用ADAMS/CAR,完成了该悬架系统在常用车轮跳动行程范围的台架侧倾仿真,得出了悬架侧倾刚度与车轮跳动关系曲线,探讨了横向稳定杆对该型悬架侧倾稳定性的影响结果。这个台架侧倾仿真模型可以用于确定该混合空气悬架系统在不同系统状态下的侧倾特性,校验悬架系统设计。     

磁悬浮直线电动机H∞鲁棒控制器及其蚁群算法优化设计

磁悬浮永磁直线电动机在结构上取消了机械传动的中间环节,具有磁悬浮和直接驱动的特点.针对磁悬浮永磁直线电动机由于悬浮高度不同,在磁悬浮和直接驱动运行过程中存在自身参数摄动和外界干扰突出的问题,设计基于蚁群算法的H_∞鲁棒控制器,以保证系统对这些不确定性具有良好的鲁棒性.建立包含磁悬浮永磁直线电动机参数摄动和外界干扰的状态空间模型.推导出无须满足正则条件约束的Riccati不等式,给出H_∞鲁棒控制器的解析表达式.针对H_∞控制器中加权矩阵选择的困难,采用蚁群算法对加权矩阵进行寻优.最后在MATLAB环境下对控制系统进行仿真研究.仿真实验表明基于蚁群算法的磁悬浮永磁直线电动机控制系统的性能比优化前有较明显改善,说明该方法的可行性和有效性.     

基于Adams/Car的汽车前悬架仿真分析及优化设计

针对某车型的麦弗逊前悬架系统,用车辆多体动力学仿真软件Adams/Car建立该悬架的虚拟样机模型,对其进行双轮同向跳动激振仿真分析,并综合评价该悬架的车轮定位参数、主销后倾拖距和转向角随轮跳的响应特性.在仿真分析的基础上,针对不合理的结构设计参数,利用Adams/Insight模块进行基于设计变量灵敏度分析的优化设计.优化后的悬架参数能很好地满足设计要求,从而达到提高该悬架系统整体性能的目的.     

Suspension system performance optimization with discrete design variables

Suspension systems on commercial vehicles have become an important feature meeting the requirements from costumers and legislation. The performance of the suspension system is often limited by available catalogue components. Additionally the suspension performance is restricted by the travel speed which highly influences the ride comfort. In this article a suspension system for an articulated dump truck is optimized in sense of reducing elapsed time for two specified duty cycles without violating a certain comfort threshold level. The comfort threshold level is here defined as a whole-body vibration level calculated by ISO 2631-1. A three-dimensional multibody dynamics simulation model is applied to evaluate the suspension performance. A non-gradient optimization routine is used to find the best possible combination of continuous and discrete design variables including the optimum operational speed without violating a set of side constraints. The result shows that the comfort level converges to the comfort threshold level. Thus it is shown that the operational speed and hence the operator input influences the ride comfort level. Three catalogue components are identified by the optimization routine together with a set of continuous design variables and two operational speeds one for each load case. Thus the work demonstrates handling of human factors in optimization of a mechanical system with discrete and continuous design variables.