轿车轮边缓速器制动过程的仿真分析

介绍了轮边缓速器的结构和工作原理，基于Matlab／Simulink仿真技术，建立了轿车轮边缓速器的动力学模型，对轮边缓速器的制动过程进行仿真．根据速度信号对输入电流大小进行控制，使得汽车在高速情况下，轮边缓速器产生合适的制动力矩，并将轮胎的滑移率控制在最佳的滑移率附近，迅速降低汽车行驶速度，使汽车处于稳定的制动状态．通过与ABS的仿真结果对比，表明；轮边缓速器具有良好的制动性能。     

永磁涡流缓速器制动特性分析及试验研究

针对重载货车下坡制动负荷过大的问题,基于永磁涡流制动原理提出一种制动力矩可无级调节的永磁涡流缓速器,用于车辆辅助制动.通过有限元法对永磁盘和涡流盘吸力特性进行分析,设计了制动力矩调节机构.通过建立永磁涡流缓速器数值分析模型,应用有限元仿真软件JMAG-Designer分析了缓速器的电磁场分布,并得到了制动力矩与转速变化的关系.通过分析温度对涡流盘材料电磁特性的影响,采用数值模拟的方法得出了制动力矩随温度影响的变化规律.试制了Φ485 mm×255 mm永磁涡流缓速器样机,对不同气隙的数值仿真数据和试验数据进行对比,并对缓速器不同涡流盘材料时的制动特性进行了台架拖动试验.结果表明:低速时数值仿真和台架拖动试验数据吻合较好.永磁涡流缓速器持续制动特性试验表明,在82 s内涡流盘表层温度上升了158℃,制动力矩下降了34.8%.     

变路面汽车电控制动系统H_∞控制研究

研究了汽车电控制动系统(ECBS)在变化路面上的H∞鲁棒控制方法。根据适应变化路面的汽车ECBS特点,建立了H∞鲁棒控制的ECBS控制系统的组成结构。使用ECBS简化动力学模型、混合灵敏度优化方法及Matlab鲁棒控制工具箱,设计了基于变路面和滑移率的ECBSH∞控制器。使用Matlab/Simulink软件针对H∞鲁棒控制的汽车ECBS在单一路面和变化路面上进行制动的计算机仿真。结果表明,变化路面情况下,使用H∞鲁棒控制的汽车ECBS能够获得较好的基本制动性能,制动距离和制动时间短,制动过程中车轮轮边切向速度波动较小,制动过程总体情况平稳。     

基于液力缓速器换挡控制的半挂汽车列车制动稳定性

针对液力缓速器改变半挂汽车列车车轮制动力分配会影响制动稳定性的问题,提出了一种液力缓速器换挡控制策略。根据牵引车后轴车轮与半挂车车轮的转速关系,对液力缓速器工作挡位进行主动调控。以半挂汽车列车车轮最佳抱死顺序为控制目标,采用Matlab/Stateflow设计换挡控制策略,并与半挂汽车列车整车动力学Matlab/Simulink模型联合仿真,分别模拟直线制动车轮抱死情况和直线制动受侧向力时的横向运动情况。仿真结果表明:本文换挡控制策略能使半挂汽车列车保持最佳抱死顺序,减小在部分路面上的制动距离,并且提高汽车列车直线行驶制动受侧向力作用时的横向稳定性。     

外转子构造的电磁液冷缓速器制动性能

针对液力缓速器价格高,传统电涡流缓速器制动力矩热衰退严重,自励缓速器控制复杂等问题,提出一种外转子构造的电磁液冷缓速器结构.设计了2 000 N·m缓速器样机的三维模型,对模型进行有限元仿真分析.对外转子缓速器制动力矩进行理论推导,分析系统磁路、热场等问题,并对内热源进行处理.利用成熟的有限元法对电磁场模型、制动力矩特性以及温度场进行三维瞬态仿真分析,并与理论计算结果进行对比,验证了理论推导的正确性.     

汽车防抱死制动系统的鲁棒控制

为了提高汽车防抱死制动系统的鲁棒性能,设计了该系统的鲁棒控制器.通过对汽车防抱死制动系统的基本结构和工作原理的分析,给出了适于鲁棒控制器设计的1/4车辆系统的数学模型,然后用闭环增益成形算法设计出汽车防抱死制动系统的鲁棒控制器,最后用Matlab进行了汽车防抱死制动过程的仿真.仿真结果表明:该控制系统能充分利用最大附着力制动,并可提高汽车制动时的操作稳定性,当车的重量发生变化时,滑移率仍然维持在期望值0.2左右,提前了0.5 s抱死,抱死时滑移率还在0.15左右,控制器的鲁棒性能较好.     

自励式车桥缓速器制动性能

针对传统电涡流缓速器制动力矩热衰退严重,液力缓速器结构复杂、价格高以及拖挂车辆缓速器安装位置的特殊性,提出了一种自励式车桥电磁液冷缓速器.研究了自励式车桥缓速器的结构特点和工作原理,利用电磁学原理推导出缓速器气隙磁密和制动力矩的公式,建立制动系统和发电系统的数学分析模型,对制动系统的磁路和发电系统的性能进行分析.设计了2 000 N·m自励式车桥缓速器的三维模型,利用有限元法对其电磁场分布、制动力矩和发电特性等进行瞬态仿真分析,得出影响制动力矩和发电性能的相关因素.最后对自励式车桥缓速器样机进行台架试验,对缓速器样机制动特性和发电特性进行测试,并将测试结果与理论计算结果进行对比,得出测试结果与理论计算结果误差在6%以内;在车桥缓速器转速为1 000 r/min时,制动力矩达到2 000 N·m,工作20 min后,制动力矩为1 580 N·m,下降了20.8%,满足重型车辆的要求;在转速为1 000 r/min时,发电机负载电流达到90 A,满足供电需求,证明自励式车桥缓速器设计合理,满足车辆制动要求.     

汽车液力缓速器参数的匹配分析

对于常行驶于丘陵山区或市区内需要频繁使用制动的车辆,辅助制动系统能够极大地提高汽车的行驶性能,同时还能够明显改善乘坐舒适性,延长汽车传动和制动系统的使用寿命.液力缓速器是车辆辅助制动装置的主要型式之一,就此,对液力缓速器与汽车性能之间的关系作了研讨,对参数匹配的影响因素作了分析.     

电动轮汽车复合再生制动系统防抱协调控制

为了提高电动轮汽车在紧急制动过程中的稳定性,提出了一种基于实时计算车轮滑移率的再生制动与液压制动协调控制防抱死策略。基于重新构型的液压制动系统,根据轮速和车速计算汽车瞬时纵向滑移率,并以其为控制目标,设定一套滑移率门限值,通过降低电机转矩来实现制动防抱死控制。在AMESim软件中建立相应的15自由度整车模型,在Simulink中建立防抱死控制策略模型,并在低、中、高3种不同附着路面上进行仿真,结果表明,本文制定的控制策略能够在满足汽车在高效回收制动能量的同时防止车轮抱死,保证了车辆的制动稳定性。     

径向构造电液复合缓速器制动特性

为保证在长下坡工况时的安全行驶,重载车辆普遍安装液力缓速器或电涡流缓速器.液力缓速器(液缓)低速特性差,单独使用难以满足重载车辆在低车速下长坡时对辅助制动系统的需求,而电涡流缓速器(电缓)在高速时扭矩小,由此得出:电缓与液缓两者的制动性能具有互补的特点.结合液力制动及电涡流制动机理,将电缓与液缓一体化设计,获得了一种径向构造的电液复合缓速器(简称电液复合缓速器).该缓速器在低转速下主要依靠电涡流缓速部分制动,在高速时依靠电涡流缓速部分及液力缓速部分共同作用.对试制的样机进行台架试验,研究了电液复合缓速器的制动特性和控制方法.同时,建立车辆仅依靠缓速器制动的动力学模型,并根据试验结果建立了考虑响应时间的缓速器模型.通过对上述模型进行数值模拟,研究在相同空间内设计的电液复合缓速器、纯液缓和纯电缓的制动特性.研究发现车辆仅依靠电液复合缓速器进行制动,不但能够满足国标对车辆辅助制动系统的要求,还能够使制动时间最短.除此之外,可仅通过控制电涡流部分的制动扭矩实现车辆的恒速控制,从而简化车辆辅助制动系统的控制难度.     

采用电磁缓速制动器的汽车滑移率计算模型

针对目前车辆的可靠性和安全性存在的问题,建立了采用电磁缓速制动器的汽车在制动过程中滑移率的计算模型,分析了电磁缓速制动器在辅助制动过程中对汽车滑移率的影响,研究了制动临界情况下滑移率与地面附着系数之间的相互关系,为电磁缓速制动器的设计及其与车辆间的匹配,以及车辆制动过程中滑移率的最佳控制打下了基础.     

基于模糊PID线控转向系统前轮转角控制

转向系统是乘用车的重要性能指标之一,它关系到整车的操纵稳定性以及舒适性.通过对乘用车线控转向系统结构、原理进行分析,建立了基于Simulink与CarSim的汽车线控转向系统联合仿真模型,将模糊理论应用到前轮转角控制策略中,并在整车动力学模型的基础上,设计模糊PID控制器,用于前轮转角控制.仿真结果表明:汽车低速行驶时,较小方向盘转角能实现较大的前轮转角变化,其传动比较小,驾驶员转向轻便;而高速行驶时,需要较大的方向盘转角实现前轮转角变化,传动比较大,可有效防止汽车高速抖动,提高汽车操纵的稳定性.     

基于横摆力矩控制的电动轮自卸车制动力分配策略

电动轮自卸车在左右附着系数不同的路面进行紧急制动时,会产生干扰横摆力矩,导致自卸车侧滑跑偏。为此,提出了一种基于横摆力矩控制的电动轮自卸车制动力分配策略,该策略采用参数模糊自整定PID控制器,根据横摆角速度偏差值分别调整制动时自卸车左轮和右轮的滑移率,自动分配左轮和右轮的制动力来直接实现横摆力矩控制。仿真分析结果表明:系统能够很好地实现电动轮自卸车制动力的合理分配;采用制动力分配策略后,最大侧滑距离从8.9 m减小为0.72 m。     

轮胎-路面侧向附着动力学数学模型

轮胎-路面侧向附着动力学数学模型用来描述侧向附着系数与车轮滑动率的关系.通过把侧向附着系数表述为车轮滑动率的函数及全面考虑各种基本参数,如路面状况、车速、侧偏角、法向载荷、车轮外倾角和车轮滑动率等对侧向附着系数的影响,对 Pacejka 的模型进行了根本的变革.从而能使它们适用于轿车各种制动工况的研究.和前人有关的数学模型相比较,新模型具有实际应用意义.     

发动机制动过程中无级变速器的控制仿真研究

介绍了发动机制动特性及其影响因素并简要说明了发动机制动试验方法.论述了发动机制动时,对无级变速器的速比进行控制的必要性.提出了发动机制动时设定车速的概念,通过设定车速估算发动机目标转速,再通过发动机目标转速确定无级变速器的目标速比,然后运用PID算法跟踪目标速比.解决了发动机制动时没有节气门开度信号输入,难以确定发动机目标转速的问题.最后,通过仿真验证了该控制策略的有效性.     

电磁液冷缓速器制动力矩影响参数

针对传统电涡流缓速器的风冷散热、热衰退问题严重的缺点,提出一种双凸极构造的电磁缓速器模型.在该缓速器的定子内设有液体通道,通过液冷措施及时排出缓速器工作时产生的热量,使其保持较低的温度;介绍了该缓速器的结构,在进行理论分析后,应用电磁场有限元分析专用工具,对缓速器的磁场和涡流场进行分析,详细讨论了电导率、励磁电流以及励磁电流饱和程度对制动力矩的影响.结果表明:随着电导率的增加,制动力矩逐渐趋于饱和;当励磁电流饱和时,随着励磁电流的增大,制动力矩不会明显地增加;当励磁电流的饱和程度不断增加时,制动力矩变化缓慢.     

Wheel slip-sinkage and its prediction model of lunar rover

In order to investigate wheel slip-sinkage problem, which is important for the design, control and simulation of lunar rovers, experiments were carried out with a wheel-soil interaction test system to measure the sinkage of three types of wheels in dimension with wheel lugs of different heights and numbers under a series of slip ratios (0–0.6). The curves of wheel sinkage versus slip ratio were obtained and it was found that the sinkage with slip ratio of 0.6 is 3–7 times of the static sinkage. Based on the experimental results, the slip-sinkage principle of lunar’s rover lugged wheels (including the sinkage caused by longitudinal flow and side flow of soil, and soil digging of wheel lugs) was analyzed, and corresponding calculation equations were derived. All the factors that can cause slip sinkage were considered to improve the conventional wheel-soil interaction model, and a formula of changing the sinkage exponent with the slip ratio was established. Mathematical model for calculating the sinkage of wheel according to vertical load and slip ratio was developed. Calculation results show that this model can predict the slip-sinkage of wheel with high precision, making up the deficiency of Wong-Reece model that mainly reflects longitudinal slip-sinkage.     

摩擦片压缩比对低频制动抖动的影响

针对某车型在高速行驶制动过程中发生方向盘低频抖动,通过道路耐久试验再现方向盘抖动现象.在一定条件下,利用方向盘三向振动加速度等信号的拾取,经过时域和频域的试验数据处理,分析方向盘低频抖动的特征,为抑制低频抖动现象的产生寻求解决办法.试验表明,通过改变现行车辆使用的摩擦片压缩比,能弥补制动盘DTV和SRO对制动抖动现象的影响,随着摩擦片压缩比的增大,在一定程度上可以减少低频抖动现象发生的几率.     

基于神经网络的参数自调整车辆牵引力控制算法

应用神经网络方法设计了牵引力控制系统的油门位置和制动压力增量PI控制器参数在线自调整算法,介绍了调试控制算法的硬件在环试验台,采用硬件在环试验的研究方法完成了参数自调整牵引力控制算法的调试。试验结果表明:参数自调整牵引力控制算法能将驱动轮控制在目标滑转状态,并有良好的鲁棒性。