馈能悬挂振动控制及能量回收性能研究

目前馈能悬挂系统未建立起一致的能量回收量化计算准则,无法对各类馈能悬挂进行比较评价。针对这一问题,采用功率流法分析对馈能悬挂不同工作状态下功率的转移流动进行详细分析,并给出悬挂系统各部分功率的量化计算公式,以此建立悬挂馈能能力评价准则。通过仿真试验检验新型馈能悬挂的控制性能及馈能性能,结果表明:与传统馈能悬挂相比,新型馈能悬挂车辆的乘坐舒适性在中高频段有所提高,馈能效率和馈能可行性显著提高,并且可实现悬挂系统的自供能。     

复合式电磁悬挂系统馈能特性分析

为有效回收车辆悬挂振动能量,对馈能影响因素及相互间的关系进行分析。建立复合式电磁悬挂系统(composite electrical-magnetic suspension system,简称CESS)动力学及馈能电路模型,采用功率流的方法分析悬挂系统的能量输入、输出及耗散关系。在考虑传递效率的条件下,分析电阻比、激励频率及振幅对馈能效率与馈能功率的影响。讨论了减振指标及馈能性能之间的关系,通过台架试验分析了外接电阻与悬挂相对运动速度对馈能性能的影响。结果表明:采用功率流的方法可有效分析悬挂能量流动关系,馈能效率和馈能功率受电阻比、激励频率及振幅等因素影响;悬挂系统不能同时满足最大馈能效率和最大馈能功率,悬挂系统减振及馈能性能存在一定的相互制约关系。     

车辆碰撞及吸能材料结构研究进展综述

车辆被动安全保护是降低车辆碰撞事故损失的有效方法,在车辆结构中设置吸能材料和结构是车辆被动安全保护的重要方面。针对国内外兴起的车辆碰撞吸能材料和吸能结构研究状况进行了综合评述,为进一步深入研究吸能材料及结构提供参考。     

电磁直线电机悬架馈能潜力与能量回收分析

为了预测悬架馈能潜力及实现振动能量回收,针对电磁直线电机悬架结构,建立了 1/4馈能悬架数学模型,并利用台架试验加以验证.以馈能功率均方根值为衡量指标,分析了包括行驶工况及悬架参数在内的馈能潜力影响因素,获得了各因素对悬架馈能潜力的影响显著性.在此基础上,设计了能量回收电路及升降压控制规则,运用MATLAB/Simul...     

惯性质量对馈能悬挂幅频及振动特性的影响

以某型轮式车辆为对象,为回收悬挂振动能量,设计了齿轮齿条式电磁作动器(Electric Actuator,EA),并建立相应的1/4车悬挂动力学模型。利用结构振动分析方法,推导了考虑惯性质量的悬挂性能指标传递特性计算公式。通过改变惯性质量大小,分析其对悬挂幅频特性的影响。基于三角冲击激励及随机激励,分析惯性力对悬挂振动特性的影响。结果表明:惯性质量的引入会使车身及车轮共振点提前,两共振点以前频段内处于恶化状态,且在高频段恶化更明显,而在两共振点后的频段内对悬挂性能有一定改善作用;三角冲击及随机激励下,惯性质量会引起振动特性曲线的振荡,相位存在滞后,且随时间累加,恶化悬挂性能。     

半主动悬架馈能器设计及其馈能特性研究

提出了一种直线电机与可调阻尼减振器集成的车辆悬架振动能量回收方案,设计了可以将振动能量转化为电能的半主动悬架馈能器(SASR),基于圆柱坐标系对SASR用筒式永磁直线电机进行了解析分析,并与基于Ansoft的有限元结果进行对比,解析结果与有限元仿真结果吻合,验证了解析计算方法的正确性。在此基础上,探讨了电机工作速度和永磁体长度对SASR馈能特性的影响,确定了使SASR馈能性能达到最优的永磁体长度。最后,分析了SASR在随机路面激励下的馈能效果,验证了回收悬架振动能量的可行性。     

馈能式悬架能量回收潜力试验研究

被动悬架通过减振器将车辆振动能量转化为热能散发到空气中以达到车辆减振的目的,而馈能式悬架正是要将这一部分能量回收利用,因此减振器耗散能量的估算对预测馈能式悬架的能量回收潜力具有重要意义。通过建立二自由度悬架模型对悬架动位移、动速度以及可回收能量进行了仿真计算,并通过实车道路试验验证了仿真模型及计算方法的正确性,同时对影响可回收能量大小的各个因素进行了分析,明确了轮胎刚度、路面等级、车速是影响可回收能量的关键因素。通过对可回收能量数值的分析得出,馈能式悬架更适合应用在重载车辆之上,并且可回收能量数量十分可观。     

悬挂式车辆中间车钩异响问题的原因分析及优化方案

针对悬挂式车辆中间车钩在列车动态调试过程中发生异响问题,本文从车辆运行工况、车钩结构组成、尺寸公差设计等方面分析了车钩可能出现异响的原因,并逐条分析验证。针对车钩出现异响的原因,提出结构优化方案,经过验证,方案优化后的结构完美解决了中间车钩的异响问题,提高了车辆运行过程中的可靠性和乘坐舒适性。     

主动结构和主动悬挂系统

阐明了主动结构的若干问题 ,并归纳了主动结构动力学的基本问题 ,以线性主动结构为例 ,给出了主动结构的构型及数学建摸。以车辆悬挂系统为实例 ,对车辆结构做了主动分析 ,描述了主动悬挂是通过合理地控制与调节输入悬挂系统能量来抵消来自地面的随机激扰能 ,从而可以克服传统悬挂中的矛盾 ,得到良好的减振性能     

限定舒适性的馈能主动悬架系统可回馈能量分析

馈能式主动悬架系统能量回收效率不高、动力学性能有限,无法满足现代高级汽车集馈能与减振为一体的性能要求,馈能式主动悬架的设计需要估算实际可以回收振动能后,才有利于实际结构设计及振动控制优化。为此提出了一种振动能量功率流计算方法,针对直线电机式馈能主动悬架系统,并以相同振幅,不同频率的正弦路面激励,通过Matlab仿真计算分析了车身加速度均方根值与回馈能量之间的关系。研究结果表明,路面激励越大,馈能悬架回收的功率越多,最高可达1.4 kW,馈能效率为25%,同时乘坐舒适性变差。该计算方法能为馈能式主动悬架系统的参数设计和主动控制算法设计提供实用的理论参考,在满足一定舒适性的前提下尽可能回收更多的能量的同时,提高了能量回收效率。     

能量可再生的新型汽车半主动悬架系统研究

介绍了一种采用功率电传方式的作动器,提出了基于EHA的可能量再生的新型汽车半主动悬架样机结构。同时,建立了1/4汽车半主动悬架动力学模型,设计了用于EHA半主动悬架系统的模糊控制器和天棚控制算法,并进行了仿真试验研究。结果表明,基于EHA的半主动悬架采用模糊控制方法能够兼顾不同频率路面以及有效降低车体加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷,从而提高了汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性。     

基于结构可靠性的悬架结构设计方法研究

悬架是车辆中联结车身和车轮的纽带,具有承上启下的关键作用,在使用过程中来自路面的冲击载荷容易造成悬架的断裂破坏.为保证结构的安全工作,需要依据结构可靠性的要求对悬架系统进行结构设计.文章介绍了结构可靠性设计的理论,并针对悬架结构不太规则的特点提出了基于结构可靠性和有限元方法相结合的设计方法.最后给出了悬架结构的设计实例.该研究为悬架结构的设计和实验提供了理论依据.     

车辆主动悬架控制策略的联合仿真研究

根据PID控制原理、模糊控制理论和神经网络控制理论,建立主动悬架单神经元控制器和神经网络PID控制系统,主要是利用S函数建立了主动悬架单神经元控制器;并建立了由三层BP神经网络进行在线辨识,并在此基础上建立对神经PID控制器权值进行在线调整的在线辨识神经PID控制系统,并进行联合仿真,将其输出的振动加速度等参数与传统的PID控制策略进行分析和比较,模糊控制理论和神经网络控制理论的应用对悬架的平顺性有更好的改善作用,也说明了采用联合仿真方法的有效性和准确性。     

车辆悬架振动控制系统研究的进展

阐述了车辆悬架振动控制系统的基本类型半主动控制和主动控制的理论模型以及几种典型的液力主动控制系统。在综 现有的各种悬架控制方法基础上，着重论述了模糊控制，神经网络控制，模糊神经网络控制等方法在车辆悬架控制系统中的应用。     

汽车主动悬架的自适应控制研究

主要对汽车主动悬架自适应系统进行研究。根据悬架系统的模型,参数往往不确定,路面激励未知且可变,对主动悬架的非线性性能特点进行研究。采用增益调度控制、模型参考自适应控制和自校正控制等几类自适应控制策略应用于主动悬架的主动控制系统。通过自校正控制自适应系统,按照路面行驶工况进行最优控制,通过计算机对电液系统的阻尼、弹力和水平位置等进行调节,使悬架系统对不同运行工况具有最大程度的适应能力。确保主动悬架性能满足车辆行驶稳定性能与乘坐舒适性,实现对悬架的自我优化控制。     

高原机车悬挂方案对车辆振动特性的影响

针对青藏铁路冻土带路基下沉问题,为了实现高原机车转向架低动力作用,基于车辆多体系统动力学理论,建立了两种不同悬挂方案的高原机车动力学模型,研究了不同一、二系悬挂刚度比μ对车体、构架以及轮轨垂向振动的影响。发现一、二系悬挂刚度比在0.5~3范围内变化时,轮轨垂向力和构架垂向振动加速度增大了11.24%和12.2%,车体平稳性指标和垂向加速度分别减小了11.3%和15%,并分析了高原线路上两种悬挂方案机车动力学特性。计算结果表明,选择刚度较大的二系悬挂,虽然一定程度上恶化车体平稳性指标,但较小的一系刚度在中低速范围内,能够降低由轨道不平顺引起轮轨垂向冲击,显著抑制了对轨下部分损伤较大的低频振动,减小运行过程中机车对轨下部分的损害。     

基于AMESim的汽车悬架系统仿真技术的应用研究

分析了AMESim仿真平台的主要特点和功能,并利用AMESim对四分之一汽车悬架系统进行建模、仿真,获得车身垂直方向位移、速度、加速度、轮胎压缩量的时域特性,并对仿真结果进行了分析。在分析仿真结果的基础上,提出了AMESim的批处理方式优化系统参数的方法,并进一步首次提出批处理+后处理+交叉变量综合优化方法,此方法能使得对悬架系统和车辆操纵性、稳定性关系的优化分析更加高效、准确。仿真结果为汽车悬架系统优化设计及分析提供了有价值的参考。     

车辆悬架系统非线性阻尼匹配研究

悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的一切传力连接装置的总称,是现代汽车上重要的总成之一,其性能对汽车的行驶平顺性和操纵稳定性具有重要影响。汽车悬架的性能不仅取决于悬架的结构形式,更重要的是取决于悬架系统参数及其匹配。减振器各阻尼阀的参数往往是根据减振器阻尼分段线性速度特性曲线确定的。基于二自由度1/4悬架振动模型,利用MATLAB/Simulink建立阻尼非线性的系统仿真模型,研究在随机路面激励下减振器阻尼分段线性三级控制各目标参数对车辆性能的影响,为车辆悬架系统非线性阻尼匹配提供理论依据。     

包含悬架系统的整车结构分析与改进

在总结前人车身有限元分析方法基础之上,提出采用有限元技术中的MPC方法模拟悬架系统的铰链连接,从而将该传力复杂的悬架系统整合到车身有限元模型当中,建立一个完全弹性的整车有限元模型。并根据车辆实际运行条件定义了五个计算工况进行有限元分析。然后,将有限元计算结果与电测试验作对比,证明该有限元计算方法的可行性。最后,针对结构分析所暴露的扭簧安装座结构强度不足的问题,对其结构进行了重新设计。对比修改前后的结构,发现修改后的扭簧座结构不仅满足了设计所需的强度要求,而且结构重量还得以减轻。