履带车辆电驱动系统协同仿真与控制策略研究

为了准确分析电传动履带车辆的驱动特性,建立了基于多体动力学软件RecurDyn/ Track-HM的履带车辆整车行走系统的三维多体动力学虚拟样机模型,利用RecurDyn/ Track-HM和控制系统软件Matlab/Simulink的接口技术建立了协同仿真模型.对驾驶员操纵信号进行了全新定义,并在此基础上提出并在综合控制器中用标准IEC61131-3功能块图程序语言实现了转矩控制策略.通过对0～32km/h的加速时间、最高车速以及转向特性等驱动特性的协同仿真和实车试验结果的分析和比较,从而验证了仿真模型及转矩控制策略的正确性.第一台电传动履带车辆原理样车的成功研制为进一步深入研究其它驱动特性提供了移动式试验平台,对提高国内电传动研究水平具有重要指导意义.     

四轮转向车辆操纵稳定性仿真分析

对四轮转向车辆的转向特性进行了理论分析,并对某控制策略的四轮转向车辆为例进行了仿真.建立了四轮转向车辆操纵动力学模型,分析了前轮角阶跃输入下四轮转向车辆的稳态响应和瞬态响应与传统前轮转向车辆的主要区别;在四轮转向车辆状态方程的基础上二求解出横摆角速度和侧向加速度与前轮转角的传递函数,与前轮转向车辆对比分析了传递函数零、极点位置对响应特性的影响.借助Matlab/Simulink,对四轮转向车辆进行仿真,发现仿真结果与理论分析吻合.将仿真结果与前轮转向车辆进行比较,阐明了四轮转向车辆的性能优势.研究结果可为评价四轮转向车辆的系统设计提供理论依据.     

履带车辆高速转向动力学仿真

采用多体动力学仿真软件MSC Adams 的履带车辆工具箱ATV,建立某型履带车辆三维动力学模型,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.     

反应堆温度效应的稳定性影响分析

压水型反应堆堆芯的温度效应对核电厂在瞬态工况下的反应性控制具有重要影响.对压水型反应堆温度效应产生负反应性反馈的机理进行了阐述,并基于点堆中子动力学模型,在MatLab/SimuLink的仿真环境下建立了带有温度反馈环节的瞬态工况堆芯响应仿真模型.根据所建立的仿真模型,考虑反应堆升降功率的瞬态工况,对不同的反应堆温度系数的负反馈影响进行了仿真分析.仿真分析的结果表明,当反应堆需要改变其输出功率对堆芯引入阶跃微小反应性扰动后,由于核燃料和慢化剂的负温度系数作用,使反应堆本身具备内在稳定性,堆芯中子密度变化是趋于稳定的.根据仿真结果,反应堆负温度系数所产生的温度效应对核电厂瞬态工况下反应性控制具有有利的影响.所用的堆芯仿真模型分析方法可以为反应堆堆芯功率控制系统的设计和分析提供参考.     

轿车ASR的ADAMS/CAR和MATLAB联合仿真

利用机械动力学仿真软件ADAMS／CAR建立JETTA CTX轿车整车动力学模型,充分考虑影响车辆驱动过程的各种因素,对难以描述的部分采用基于实验的半经验模型,通过输入输出接口实现同MATLAB的通信,基于SIMULINK建立ASR控制系统模型进行对开路面联合仿真,通过对仿真结果数据的处理和分析验证模型的合理性,使用该模型可以对各种工况下ASR控制过程中车辆的动态特性进行研究,为加快开发ASR控制逻辑提供了理论依据。     

汽车转向开关自回位过程的动力学仿真和实测

用CATIA建立一款汽车转向开关的三维模型.针对转向开关自动回位过程中转向手柄的振颤及反向接通问题,用MSC Sim Designer建立转向开关自动回位过程的多体动力学分析模型,研究不同驱动转速条件下的开关自动回位动态特性,得到多种工况下转向手柄转动角度和转动角速度随时间的变化曲线.对实际开关自回位过程进行测试,计算结果与实测结果基本吻合,表明采用多体动力学仿真方法评估转向开关自动回位动态特性是有效可行的.根据仿真结果找到该转向开关无驱动自回位过程且反向功能无接通时需要的最小临界接通角度,左右两侧分别为4.06°和5.08°.     

定子无铁心轴向磁场永磁电机温度场分析

为分析定子无铁心轴向磁场永磁电机工作温度过高引起的电机运行性能降低的问题,对电机的温度分布进行了研究.利用多物理场有限元软件建立了电机电磁场和温度场3D有限元模型,求解了电机不同工况下和同种工况不同控制方式时的温度场分布.仿真结果分析了电机内部的温度分布规律及不同控制方式对电机温升的影响,并对定子无铁心轴向磁场永磁电机样机进行实验,实验结果验证了仿真的正确性,对指导电机高效运行及电机的优化设计具有意义重大.     

基于RecurDyn的滑转对履带车辆加速性能影响研究

采用多体动力学仿真软件RecurDyn的履带车辆子系统Track(HM),建立履带车辆多体动力学模型,并在MATLAB/Simulink下建立了整车动态系统仿真模型。对履带车辆在硬、软两种地面的加速过程进行动力学仿真和对比分析,着重讨论在不同滑转的条件下履带车辆的加速性能以及滑转率对加速性能的影响,为履带车辆加速性能的研究与滑转的控制提供指导。     

汽车动力学HiL仿真实验平台的搭建及应用

为了便于汽车研发工作,减少开发周期,搭建了基于实时仿真系统xPC-Target的汽车动力学硬件在环仿真实验平台.根据高精度车辆动力学仿真软件veDYNA的Light车辆模型构架,自主开发了红旗HQ430型轿车车辆模型,并嵌入了方向盘、油门踏板、制动踏板和51单片机等硬件实物.最后采用51单片机作为硬件控制器,设计了基于PID控制算法的车辆横摆稳定性控制策略.针对驾驶员在高速紧急转向、低附着路面连续转向和对开路面转向等极限工况,进行了硬件在环仿真实验.实验结果表明,该硬件在环实验平台可以反应汽车动力学特性,能够在线的验证横摆稳定性控制算法的实时性及有效性.     

电传动履带式装甲车辆动力学建模与仿真

与传统的机械传动车辆相比,电传动装甲车辆具有许多的优点,是现代装甲车辆的发展趋势之一.针对传统稳态动力学模型不能准确反映车辆在实际复杂工况下的动态性能这一问题,利用多体动力学分析软件RecurDyn建立了履带式装甲车辆动力学模型,分析了道路的建模原理,建立了道路模型,对履带车辆进行了动力学和运动学分析,最后在不同条件下进行了仿真,得到了预期的结果.这证明了动力学模型的准确性和可行性,为电传动履带式装甲车辆的研究提供了一种行之有效的方法.可以预测车辆的性能,缩短研制周期,降低研究成本.