基于道路模拟激励谱的AMT执行机构虚拟振动试验方法研究

AMT执行机构的振动疲劳可靠性是AMT最重要的性能之一,为对AMT执行机构的振动疲劳可靠性进行准确高效的分析和评价,在东风汽车试验场采集了AMT及其执行机构实际道路行驶载荷谱,结合开发的AMT执行机构多轴道路模拟试验台,采用时域和频域误差加权系数均为0.5的远程参数方阵控制(RPC)载荷谱模拟迭代方法在室内准确高效地再现了AMT执行机构实际行驶载荷谱,从而提取了道路模拟激励谱。基于开发的AMT执行机构多轴道路模拟试验台,利用HYPERWORKS有限元分析软件和ADAMS多体动力学仿真软件,建立了AMT执行机构刚柔耦合虚拟试验平台,以提取的道路模拟激励谱为输入进行了仿真分析,并结合实际采集行驶载荷谱和室内道路模拟试验结果进行了仿真结果验证,从而建立了基于道路模拟激励谱的AMT执行机构虚拟振动试验方法,为AMT执行机构振动疲劳可靠性考核和评估提供了一种行之有效的手段和方法。     

足踝步态模拟机运动学和动力学分析

研究足踝步态模拟机运动学和动力学,为试验台运动驱动提供理论依据,验证试验台的仿真能力。设计了一种五自由度的步态模拟机,建立了Adams虚拟样机和足踝模型,并对其进行运动学和动力学仿真,与活体实验数据比对了足踝运动特性曲线、胫骨轴在矢状面的旋转特性曲线及着地相进程中的足底反力。根据仿真中控制规律,对实验台进行了运动学和动力学验证。结果表明,模拟机的踝关节位移模拟结果曲线与活体实验测量结果曲线吻合良好,最大误差低于5%;同时能够较精确模拟人体胫骨轴旋转运动趋势;足底反力与活体测量数据较为吻合;试验台重复良好特性。     

电控自动变速器执行机构振动疲劳试验研究

通过试验场道路载荷谱的采集和室内道路模拟试验,再现了电控自动变速器(AMT)执行机构的实际振动状态并提取了道路模拟激励谱。利用UG三维软件和ADAMS多体动力学仿真软件建立了AMT执行机构刚柔耦合的虚拟振动试验平台。将期望响应信号与虚拟振动试验提取的载荷谱进行对比,并不断调校和修正模型的各参数,得到了具有一定精度的仿真模型。以获取的道路模拟激励谱作为激励源进行振动疲劳仿真试验,由此建立了一套新的AMT执行机构振动疲劳试验方法,为准确高效地评价AMT执行机构的疲劳可靠性提供了一套行之有效的手段和方法。     

一种新型商用车驾驶室多轴道路虚拟试验研究

为了提高商用车驾驶室多轴道路模拟试验台的控制精度，精确复现路谱采集信号，提出了一种基于运动学与动力学分析的驾驶室多轴道路虚拟试验台控制策略。依据机构学原理描述了试验台的结构，并进行了运动学分析和计算，利用位姿反解算法及含雅可比矩阵正解算法进行了闭环反馈的自由度解耦。实测驾驶室相关参数并与ADAMS软件相结合建立了驾驶室、部分车架及试验台的刚柔耦合多体动力学模型，创建Femfat-lab、MATLAB/Simulink和ADAMS软件接口进行自适应联合仿真计算，实现了试验台的自由度解耦控制。将多轴虚拟试验台与实车试验内部响应信号相结合，选择信噪比较高的信号为目标信号进行迭代分析，获取实车位置等效位移激励。选取典型的比利时路面载荷谱作为模型输入条件，从而重现与道路试验相结合的真实路谱。研究结果表明，与室内道路模拟试验台架及常规虚拟迭代结果相比，驾驶室采用多轴虚拟试验台的迭代次数明显减少，得到的时域、频域响应信号与目标信号的变化趋势相吻合，且各通道相对误差均方根值(RMS)均小于设定值，迭代精度高，从而验证了所提方法的可行性，为后续驾驶室疲劳寿命预测提供了可靠的载荷谱。     

新型TBM推进机构试验台主推进器仿真分析

以新型TBM推进机构试验台主推进器为研究对象,根据该主推进器的结构特点,采用SolidWorks对其进行简化建模,然后导入到ADAMS中建立虚拟样机模型,对建立的虚拟样机进行多刚体逆运动学和正动力学仿真。利用ADAMS对试验台主推进器进行逆运动学仿真,之后反解其正动力学,避免了设计阶段繁杂的公式推导和计算,提高了设计效率。     

基于凯恩方程的并联运动平台多刚体动力学建模

运动范围大、精度高的并联运动平台是对接机构综合试验台的重要子系统.由于该并联运动平台的液压缸的质量较大而负载质量较小,因此在进行并联运动平台的受力分析时必须建立起包含液压缸影响的多刚体动力学模型.本文先建立了并联运动平台的运动学方程,然后运用凯恩方程推导了并联运动平台的多刚体动力学模型,最后运用该模型对并联运动平台的受力进行了仿真计算,计算结果表明液压缸的质量和惯量对并联运动平台受力的影响很大、不允忽略.所得结果可作为对接机构综合试验台并联运动平台优化设计的依据.     

一种间歇防摆运料装置的设计与仿真分析

设计了一种防止箱式机架摆动并能实现间歇运动和平动上升的运料装置,根据实际功能要求,对主要构件尺寸进行计算,通过Solid Works建立三维模型,并结合ADAMS对机构进行运动学和动力学仿真分析,以确定机构是否符合设计要求。     

轴耦合道路模拟试验台运动学耦合分析

六自由度轴耦合道路模拟试验台是一种结构复杂的串并联结构,杆系的特殊布局和结构尺寸设计,使得只有在一个或者是两个液压缸做主动运动时就能实现台架在某个自由度上的运动。但是在大行程工况下,主要驱动液压缸和其余液压缸之间存在着比较大的耦合。以轴耦合道路模拟试验台的一个角为研究对象,在逆运动学分析的基础上,对单自由度运动时各杆系之间耦合程度的大小进行了分析,得出了在不同自由度运动时主要产生耦合运动的杆系。     

一种长钢轨扣件回收装置的运动学分析与仿真

针对一种新型长钢轨扣件回收装置进行运动学分析和仿真研究。根据扣件回收的作业要求,确定了收料机构运动特征;利用解析法建立了运动学逆解模型,并对该收料机构进行了尺度参数设计,通过对逆运动学模型进行数值求解,获得主动件的运动规律。应用ADAMS软件建立仿真模型,验证了运动学模型的正确性。为该机构的优化设计和动力学分析提供了参考。     

卫星可折展空间碎片防护机构动力学分析

针对传统 Whipple 防护结构占用空间大、质量较大、防护覆盖面积小,且充气防护结构重复利用性差、可靠性低等缺陷,设计了一种卫星可折展空间碎片防护机构。根据可折展铰链运动规律,结合 D-H 法对防护机构进行展开运动学分析;在此基础上,借助 Lagrange 动力学方程建立防护机构动力学模型;最后基于 ADAMS 建立仿真模型,将理论模型计算结果与仿真数值对比结合分析,验证了动力学模型的正确性,并对运动规律进行改进,提高了机构运动效率。     

AMT离合器液压执行机构死区补偿控制研究

AMT离合器液压执行机构的死区现象是一个具有代表性的液压位置控制难题。本文首先针对液压比例系统中存在的死区非线性进行建模,并分析死区对位置伺服控制的影响。为了解决死区对AMT离合器位置控制的影响,提出了一种简单易行的PID补偿控制方法,并通过实车离合器测试结果验证该方法的可行性。     

应用二自由度电磁执行器的AMT换挡分段控制

为提高电控机械式自动变速器(AMT)的换挡品质,研制了一种新型应用二自由度电磁执行器的AMT换挡系统。介绍了执行器结构和工作原理并通过实验分析了其动静态特性。将换挡同步过程分为四个阶段,提出了以PID和模糊控制为主体的分段控制策略,并进行了仿真研究。最后研制了实验台架及控制系统,验证了新型换挡系统的可行性及提出的控制策略的可靠性。实验结果表明,提出的控制策略能够降低换挡同步过程的冲击度和单位面积滑磨功,能够提高换挡品质。     

微位移驱动器在止推油膜轴承中的应用

针对止推油膜轴承的偏载问题,研究了微位移驱动器在止推油膜轴承中的应用。通过理论计算得到油膜厚度、压力和温度分布,分析了止推轴承油膜厚度的变化对载荷与温度的影响。设计了一种超磁致伸缩微位移驱动器微位移驱动器,并建立了杠杆试验机测试其静态位移输出特性,证实超磁致伸缩微位移驱动器具有与润滑膜厚同一数量级的位移输出,可应用于止推轴承油膜间隙的主动调节,均衡瓦块间载荷并降低温升。利用超磁致伸缩微位移驱动器微位移驱动器设计了一种新型结构的可自动调节间隙的止推油膜轴承,并建立了用于测试该新型轴承的止推轴承实验台。     

一种离心开关装置的工作行为分析与研究

针对用户的需求,设计了一种在规定转速范围内能实现开关触发的装置。根据其工作原理和设计参数,按照机械动力学分析方法对所设计的产品进行仿真,研究转速变化与该装置执行端的输出位移关系。经过试验验证,理论计算结果与仿真分析的结果和实际试验值误差在6.8%以内,由此可见可以通过仿真软件ADAMS对产品的设计参数进行优化以提高其性能。     

工程机械液压泵试验台

在工程机械液压系统中,液压泵为液压执行元件提供压力油,所以液压泵的优劣直接决定了液压系统的性能。要生产出优质的液压泵,就要对它的各项性能指标按照标准进行综合评定,因此性能良好的试验台必不可少。文中介绍了所研制的工程机械液压泵综合性能试验台,并用试验台对某种工程机械液压泵的各项性能指标进行了测试,得出了相关的测试数据和试验结果。实践表明该试验台可以完成对工程机械液压泵综合性能的测试,达到了试验台设计的目的。     

AMT车辆电-电式离合器设计

介绍采用电控电机式执行机构的AMT离合器控制方案。介绍了AMT系统的结构组成及离合器控制原理图、电机式执行机构设计思想和工作原理,给出了电控单元TCU的电机驱动电路和离合器位置检测电路硬件图。     

全电AMT同步过程控制策略及验证

全电AMT执行机构的控制策略是AMT系统的关键技术。通过分析AMT执行机构特点及AMT的换档过程,制定了AMT挂档同步过程的控制策略,并在MATLAB/Simulink软件中建立了控制策略模型,最后在装载AMT的样车上进行了实车验证。结果表明该控制策略能够有效地控制AMT挂档时同步器的同步过程。     

基于NI平台AMT电控单元快速控制原型设计及应用

AMT（电控机械式自动变速器）电控单元的设计通常会耗用大量的时间,降低了项目展开的效率.基于NI（美国国家仪器）平台的AMT快速控制原型利用Labview图形化界面进行编程,采用NI PXIe 6368板卡对选换挡执行机构进行控制,成功完成了AMT选换挡机构走位的自动标定.此快速控制原型跟传统的DSP微处理器相比能达到同样的控制效果,但降低了实验成本和风险、提高了实验效率.     

3-RPS并联机构及其轨迹规划与仿真

构造了3-RPS并联机构试验台,运用并联机构逆运动学分析理论,分析研究动平台的运动轨迹规划。推导出其运动学反解计算公式,确定了动平台按预期轨迹运动时应在原动件上施加的运动规律。最后,在ADAMS环境中建立了该机构的虚拟样机模型,通过虚拟样机仿真对所规划的运动轨迹进行了验证。     

DEVELOPMENT OF THE ENERGY MANAGEMENT STRATEGY FOR PARALLEL HYBRID ELECTRIC URBAN BUSES

A novel parallel hybrid electrical urban bus （PHEUB） configuration consisting of an extra one-way clutch and an automatic mechanical transmission （AMT） is taken as the study subject. An energy management strategy combining a logic threshold approach and an instantaneous optimization algorithm is proposed for the investigated PHEUB. The objective of the energy management strategy is to achieve acceptable vehicle performance and drivability requirements while simultaneously maximizing the engine fuel consumption and maintaining the battery state of charge in its operation range at all times. Under the environment of Matlab/Simulink, a computer simulation model for the PHEUB is constructed by using the model building method combining theoretical analysis and bench test data. Simulation and experiment results for China Typical Bus Driving Schedule at Urban District （CTBDS_UD） are obtained, and the results indicate that the proposed control strategy not only controls the hybrid system efficiently but also improves the fuel economy significantly.