低地板有轨电车防折弯系统及动力学仿真

针对低地板有轨电车及引进的防折弯液压系统,分析防折弯系统中相关重要参数对液压系统防折弯功能和二系减振功能的影响。提出防折弯液压系统与低地板有轨电车动力学模型联合仿真的方法,研究防折弯液压系统对低地板有轨电车通过曲线性能的影响。液压系统参数研究表明,主阀块旁通节流孔直径和缓冲油缸弹簧刚度主要影响液压系统的防折弯功能,缓冲阀块阻尼孔直径和限压阀开启压力主要影响液压系统的二系减振功能。联合仿真结果显示,防折弯系统能够很好地保持有轨电车前后车体与转向架之间相对回转的一致性,抑制车体过大的横向位移和前后车体间的相对位移。建立的抗折弯液压系统-列车动力学联合仿真模型,可用于研究抗折弯液压系统对低地板有轨电车通过曲线时列车各项性能的影响。     

液压起竖系统载荷仿真研究

针对某特种车辆的液压起竖系统,根据其运动状态和运动方程,分别建立了起竖液压缸活塞杆位移和流量计算模型、液压负载力矩计算模型和液压缸起竖力计算模型。基于AMESim软件建立起液压起竖系统及载荷的仿真模型,并进行了动态仿真,得到了液压缸活塞杆的位移和速度、液压缸无杆腔的压力与流量、液压负载力矩和起竖力等参量的曲线。分析各个参数动态特性,对与负载相关的参量有了定量的认识。研究结果可为起竖系统的结构优化设计、故障诊断提供参考。     

摆线针轮传动啮合力分析及动力学仿真

基于针轮对摆线轮啮合作用力的计算公式,利用Matlab软件选择不同的修形参数进行修形摆线轮与针轮啮合作用力的计算,得出修形摆线轮在与针轮的啮合过程中,随着径向间隙的增大,啮合齿数减少,最大啮合作用力增大.分别对建立的修形与标准两套摆线轮减速器模型进行动力学仿真分析,通过运动曲线验证了模型的正确性,求解出考虑摩擦因素的动态啮合作用力,并与通过理论公式得出的啮合作用力进行比较,为工程上进行力分析提供依据.     

三模块编组有轨电车抗折弯装置设计

介绍了三模块编组100%低地板有轨电车抗折弯系统,从原因、功能、构成和运行模式等方面对抗折弯系统进行说明,同时对抗折弯系统的工作原理进行了详细的分析。轨道车辆在运行过程中,由于轨道不平顺的影响,往往会产生复杂的振动现象。系统有抗折弯和横摆及摇头减振两大功能,提高了列车的运动稳定性,运行平稳性和曲线通过性能。     

普通轨与槽型轨对现代有轨电车动力学性能的影响

基于多体动力学软件SIMPACK建立了四模块低地板现代有轨电车仿真模型,在模型中考虑CHN60普通钢轨与60R2槽型钢轨的影响,对有轨电车的非线性运动稳定性、直线运行平稳性以及曲线通过能力进行了研究,结果表明:两类钢轨上运行的车辆均具有良好的动力学性能;CHN60普通钢轨上车辆的非线性运动稳定性和平稳性要优于60R2槽型钢轨上的车辆,但两者相差不大;60R2槽型钢轨上车辆具有更好的曲线通过能力,且槽型钢轨断面具有一定的护轨功能,因而在有轨电车钢轨选型上,建议使用槽型钢轨。     

跨座式单轨车辆小半径曲线通过性能分析

基于多体动力学理论建立38自由度跨座式单轨列车系统动力学模型;给出了线路参数方程及车辆动力学方程,分析了缓和曲线长度、圆曲线半径等参数对跨座式单轨车辆曲线通过性的影响。结果表明:在一定范围内,车体侧滚角、轮重减载率、走行轮侧偏角、导向轮径向力等指标峰值均随缓和曲线长度,圆曲线长度的增加而明显降幅,车辆曲线通过性能增强,安全性和平稳性提高。     

铁路救援起重机调平系统联合仿真研究

建立64 t铁路救援起重机的ADAMS动力学模型,进行不同工况下A曲线通过性能分析,可知铁路救援起重机的曲线通过性能与行驶稳定性密切相关,调平液压系统的动态响应起到了决定性作用。为研究起重机调平系统的液压缸动态响应性能,在AMESim仿真软件中建立起重机调平装置的液压系统模型,进行多软件接口技术设置,将两种软件联合起来建立机械液压联合仿真平台,通过对比动力学仿真结果和联合仿真结果,得到更加准确的仿真方式,验证动态调平性能。     

不同轮对组合的转向架动力学性能分析

针对刚性轮对和独立轮对的不同特性,推导出完整的车辆动力学方程,研究二者相互组合转向架车辆动力学性能:稳定性和曲线通过性能.结果表明:独立轮对有助于提高车辆系统的稳定性;在较大曲线半径的线路上刚性轮对有助于改善车辆系统的曲线通过性能;二者作为导向轮,性能更好;受导向控制的独立轮对导向单元的导向性能更好.基于独立轮对,提出...     

丘陵山地拖拉机四轮转向同步液压系统动态特性仿真

针对某丘陵山地拖拉机转向功能要求,设计了一种四轮转向同步液压系统,介绍了丘陵山地拖拉机四轮转向同步液压系统的工作原理,基于AMESim建立了四轮转向同步液压系统的仿真模型,对转向系统转向过程的动态特性进行了仿真分析。分析结果表明:四轮转向同步液压系统能够实现前轮转向和四轮转向两种模式,可以根据需求切换转向模式;采用四轮转向时,齿轮同步器能够按比例分配流量,即根据前后转向液压缸对流量的需求进行流量分配,从而使前后转向液压缸的活塞杆基本同时到达终点,实现转向同步。     

液压挖掘机回转传动机构-工作装置的系统动态方程

以液压挖掘机回转传动机构一工作装置系统为研究对象,在考虑齿轮啮合时变刚度的情形下,建立回转传动机构的动力学模型;然后根据金属材料的特点,运用有限元法建立变截面梁单元的动力学模型;再在回转传动机构和金属材料变截面梁单元动力学模型的基础上,应用有限单元法建立液压挖掘机回转传动机构一工作装置系统的耦合动力学方程.所建方程较好体现了该系统动态性能与其结构参数和运动参数之间的内在关系,表达了以往方程未能反映的动态性能.最后通过实例进行对系统的动态特性进行仿真分析.     

基于主动前轮转向横摆角速度反馈控制的研究

在主动前轮转向系统中引入横摆角速度反馈传感器,建立了主动前轮转向系统数学模型和横摆角速度反馈控制模型,使用PID控制器实现横摆角速度反馈控制;系统通过产生附加的前轮转角,对前轮转角进行修正,使车辆转向行驶时的横摆角速度和侧偏角很好地跟踪参考模型;并在系统阶跃和正弦输入下分别进行仿真分析,结果表明,在主动前轮转向系统中引入横摆角速度反馈控制可以显著改善车辆横摆角速度的瞬态响应,从而提高了车辆的转向稳定性.     

货运动车组车体-集装箱耦合振动特性研究

目前我国货运动车组正在研制中,货运列车速度的提升将对车辆振动产生重要影响,既有不考虑车-货间耦合作用的研究方式将不再能准确反映高速货运动车组的振动特性。考虑车辆与其所承载集装箱的耦合关系,建立货运动车组动力学模型,研究不同速度等级下车体和集装箱的响应特征,对比车体与集装箱体间是否采用耦合关系的情况下系统振动特征的异同点,获得车体及集装箱在两种模型处理方式下车体端部和中部集装箱、车体、构架横向加速度和摇头角加速度等的时频域特性。结果表明,研究车速200 km/h以上的货运动车组的动力学特性时需要考虑车体-集装箱之间耦合振动关系;考虑车体-集装箱耦合振动关系后,可反映集装箱的振动引起车体和构架在某些频段内振动幅值增大、振动能量增加及车体端部集装箱的横向振动大于中部集装箱等特征。     

基于FlexRay总线线控转向稳定性研究

线控转向装置取消了转向盘和车轮的机械连接,是未来汽车转向的发展趋势.该文采用魔术轮胎的非线性整车动力学模型,研究了车速、路面附着系数以及前轮转向对汽车稳定性的影响;在此基础上,提出了基于横摆角速度和侧向加速度联合控制的控制策略,提高了汽车的稳定性;建立了基于FlexRay通信的线控转向系统,并建立了dSPACE硬件在环...     

线控转向车辆转向控制策略研究

建立了线控转向系统的数学模型,对前轮转角采用基于理想变传动比的前馈控制和期望横摆角速度反馈控制的动态校正控制算法,从而确定合适的前轮转角,实现前轮主动转向,在一定程度上减轻驾驶员负担。通过对两种附着系数路面进行仿真研究,可以得出采用该控制策略可以缩短车辆的反应时间,减小质心侧偏角稳态值及超调量,使线控转向车辆转向更加平稳,提高抗干扰性,改善车辆的操纵稳定性。     

自主飞艇侧滑角姿态建模及控制

针对特定结构的平流层信息平台——自主飞艇,建立侧滑角姿态动力学方程,并将这一分段函数表述为混杂逻辑方程。根据飞艇侧滑角姿态跟踪误差值的大小,判断其侧滑角姿态调整范围。当飞艇需要进行较大侧滑角姿态调整时,辅助推进系统产生附加力矩,采用基于极点配置的PID控制器,使得系统具有需要的动态特性和很好的可靠性能,对于较小的侧滑角姿态调整,改变方向舵操纵角,采用基于等效策略的滑模变结构控制器,保证系统具有很好的抗干扰性能及良好的跟踪精度。通过合理配置极点的位置,确定滑模面参数,设计出的0?-1逻辑触发器成功整合了这两种控制器在不同工况下的应用,避免了控制模式切换过程中常见的振动以致于系统失稳现象。数字仿真结果表明,采用的控制手段及整合方式是合理的。     

基于模糊逻辑的AFS／DYC集成控制策略研究

文中所研究的汽车动态控制系统是基于模糊逻辑控制的主动前轮转向（AFS）和直接横摆力矩控制（DYC）的集成。控制系统采用分层控制。上层使用模糊逻辑控制器（横摆角速度控制器）,输入为横摆角速度偏差及其变化率,其输出为直接横摆力矩控制信号和前轮修正转向角;下层（模糊集成控制器）设计了基于轮胎侧向力工作区的模糊逻辑控制器,通过调整前轮侧向力的方向,激活切换函数来调节模糊逻辑控制器的比例因子。仿真结果表明,使用非线性七自由度车辆模型,与单独的AFS或DYC控制器相比较,使用集成AFS／DYC控制系统,汽车操纵稳定性得到了很大的改善。     

基于T-S模糊变权重MPC的智能车轨迹跟踪控制

为了协调智能驾驶车辆的轨迹跟踪精确性和稳定性,提高控制算法对不同工况的自适应能力,提出基于Takagi-Sugeno模糊变权重模型预测控制(Takagi-Sugeno fuzzy model predictive control,T-S FMPC)的轨迹跟踪控制策略。以前轮转角为控制变量建立MPC控制,并以实时横向位移误差和横摆角误差为模糊输入,通过T-S模糊控制在线优化MPC目标函数权重,协调权重矩阵对轨迹跟踪精确性和稳定性的影响。基于Carsim建立分布式驱动电动汽车的整车动力学模型,基于Simulink建立控制策略,通过双移线工况仿真及实车试验,验证了所提控制策略的有效性。仿真结果表明,相比于传统MPC控制,所提出的T-S模糊变权重MPC控制可降低横向位移误差达62.24%,有效提高轨迹跟踪精度;并且可使前轮转角波动减小37.46%、横摆角误差减小84.19%,显著增强轨迹跟踪稳定性;试验结果表明,在20 km/h、沥青路面双移线工况下,横向位移误差在0.12 m以内,横摆角误差在1°以内,且前轮转角控制曲线平滑,说明所提算法具有良好的控制效果和实用性。     

多桥转向全路面起重机操纵稳定性研究

根据汽车起重机多桥转向系统的动力学方程普适公式，建立了MATLAB／Simulink仿真模型，分析了多桥转向各桥的转向比关系，并以三桥转向为例，对前轮转向和多桥转向在时域比较分析，其中多桥转向采用零侧偏角比例控制策略。分析结果表明，采用零侧偏角比例控制多桥转向，可以使系统在任意速度下的侧偏角稳态值为零，转向过程更平稳；并且使横摆角速度的稳态值变化范围减小，驾驶员操作更舒适，显著改善了系统的操纵稳定性。     

双向液压式调速器系统数学建模与仿真

螺旋桨飞机飞行时,调速器系统对飞机飞行的稳定性及发动机安全性起着关键作用。针对双向液压式调速器系统,通过数学建模和仿真方法研究该调速器系统的动态特性。以某双向液压式调速器系统为研究对象,分析其结构组成和工作原理,根据牛顿第二定律和流体连续方程分别建立了该调速器系统的力-运动数学模型和流量数学模型,并对数学模型中所有力的产生原因和求解方式进行了分析和求解。通过结合数学模型和仿真软件,分别对调速器控制活门和整个调速器系统进行了仿真,重点分析了无反馈的控制活门的实际运动过程和带反馈的整个调速器系统的发动机转速变化及螺旋桨角度变化,得到了控制活门的振动曲线和螺旋桨角度变化曲线。     

Optimization of control allocation with ESC,AFS, ARS and TVD in integrated chassis control

This paper presents an optimization of control allocation in integrated chassis control with active front steering, active rear steering, electronic stability control and torque-vectoring device under the saturation of lateral tire forces on front wheels. After a control yaw moment is calculated in the upper-level controller, a weighted pseudo-inverse based control allocation is used for yaw moment generation in the lower-level controller. Variable coefficients of the weighted pseudo-inverse based control allocation are used to represent various actuator combinations and are optimized for each actuator combination to enhance control performances using simulation on vehicle simulation package, CarSim. Due to severe cornering on low friction road, the front lateral tire forces can be easily saturated. Under the condition, the active front steering has little effect on control performance and, consequently, the desired control yaw moment cannot be generated. So, the lateral force generated by AFS should be restricted to its maximum, and a constrained weighted pseudoinverse based control allocation with electronic stability control, active rear steering and torque-vectoring device is applied to compensate the loss of the control yaw moment. Variable coefficients of the constrained weighted pseudo-inverse based control allocation with electronic stability control, active rear steering and torque-vectoring device are also optimized using simulated-based tuning. To validate the proposed method, simulation was done on CarSim. From simulation, it was verified which actuator combination is effective for integrated chassis control if the lateral forces on front wheels are saturated.