电动汽车动力系统参数多目标优化方法

提出一种以电动汽车的综合性能需求为驱动,基于质量功能展开和径向基函数的动力系统参数多目标优化方法。以包含成本、工况能耗和续驶里程等的综合性能最优为目标、以动力系统部件特征参数为设计变量,建立动力系统参数多目标优化的数学模型;基于质量功能展开建立整车性能需求和技术特性指标的耦合模型,确定子目标函数的权重系数;基于Modelica建立整车性能仿真模型并构建工况仿真的径向基函数响应面模型;采用模拟退火算法进行动力系统参数的综合目标优化设计。以某款电动汽车进行实例验证,优化方案的车辆综合性能提升了6%,证明了研究方法的有效性。     

基于Modelica的磁流变制动器多领域建模与仿真

针对磁流变制动器的多领域耦合建模问题,对磁流变制动器的工作原理和多领域模型的构建进行了研究。基于Modelica/MWorks平台,采用多领域统一建模方法,建立了磁流变制动器的多领域统一模型。分析了结构参数、磁路参数、材料特性、工作间隙、转轴转速和励磁电流等因素对制动性能的影响,并对磁流变制动器在不同参数下的制动性能进行了仿真;同时,设计并制造了一款用于微型汽车的单盘式磁流变制动器,搭建了制动器性能测试平台,将实验结果与仿真结果进行了比较,两者基本吻合。研究结果表明,用多领域统一建模的方法构建的磁流变制动器模型具有较高的精确性,该建模仿真方法为磁流变制动器后续的优化设计及产品开发奠定了基础,对其他磁流变装置的研究开发也具有借鉴作用。     

基于Modelica的并联机器人整机建模与仿真

并联机器人是一类典型的复杂机电系统,往往包含刚柔耦合、机电耦合、电液耦合等因素。采用动力学分析软件实现其多领域耦合仿真通常需借助额外的程序间接口,且用户难以进行功能和模块的扩展,而Modelica多领域统一建模语言便于统一考虑上述耦合因素,容易获得并联机器人的整机真实性能。对于包含特殊多闭链机构的并联机器人,在Modelica建模过程中往往需注意若干细节的特殊处理。文中以Delta机器人为例,基于Modelica语言建立机器人多刚体动力学模型、刚柔耦合动力学模型和机械控制耦合模型,并通过与Recurdyn软件仿真结果进行对比,验证了该建模方法的有效性。本方法亦可用于该类并联机器人的性能分析,为并联机器人的进一步设计优化奠定基础。     

基于Modelica的纯电动客车动力系统建模与仿真研究

多领域统一建模语言Modelica采用层次化结构组织组件模型,适合于大型多层次复杂物理系统建模。研究了纯电动客车动力系统的划分机制,对整车进行动力学分析,在此基础上分析了纯电动客车动力系统的Modelica框架模型的建模方法,给出了纯电动客车动力系统的划分方案。对其中的核心部件建立了Modelica模型,并组装各部件模型建立了纯电动客车动力系统的仿真模型。最后对该仿真模型进行了特定工况下的仿真计算,给出了动力系统模型的仿真结果,为纯电动客车的设计提供了有意义的参考。     

基于流固耦合有限元法和集总参数法模型的建模方法

传统的半主动悬置非线性较强，难以探究其动态特性。为了更好地解决其建模过程中参数识别困难的问题，根据半主动悬置的基本原理，采用一种基于流固耦合有限元法和集总参数模型的建模方法，对其运动特性进行了理论、仿真与试验研究。首先，根据悬置的基本原理构建了力学模型，在AMESim平台中建立了悬置结构集总参数模型；然后，采用流固耦合有限元法，提取了橡胶主簧、两个液室体积刚度、流体惯性系数和阻尼系数等关键参数；最后，将参数代入集总参数模型后完成了仿真，并通过搭建试验平台，验证了仿真结果的准确性；绘制了软硬模式下悬置系统的动刚度和阻尼角曲线，分析了其动态特性。试验结果表明：流固耦合-集总参数的建模方法精准度较高，仿真与试验对比后的动刚度和阻尼角最大误差分别为6.2%和7.4%,满足工程误差要求。研究结果表明：基于流固耦合有限元法和集总参数模型的方法不仅可用于分析悬置参数对动刚度和阻尼角的影响，也可为发动机悬置优化提供建模基础，节省了研发成本，提高了研发效率。     

基于Modelica的卫星动力学与控制系统仿真方法研究

为了验证卫星从星箭分离到状态建立过程中的控制实施和姿态变化规律,文中采用基于Modelica的方法,通过模型数学原理分析建立了卫星力学模型、太阳翼结构模型、推力器模型以及World模型,并将Modelica方法与传统仿真方法进行了对比分析。随后构建了卫星力学与控制综合系统模型,通过具体算例对卫星从星箭分离到状态建立过程进行仿真分析,为控制策略的制定和验证提供参考依据。     

电动拖拉机动力耦合装置设计与选型

设计了多种基于行星齿轮机构的双电机动力耦合结构方案,利用杠杆分析法得出多种动力耦合装置的定量关系,对比分析各方案的传动特性,选出两种较好的方案进行了动力匹配及参数计算.基于Simulation X搭建双电机动力耦合装置传动仿真模型,进行运动学仿真分析,优选出最终传动方案.仿真分析结果表明,提出的选型方法能有效减少耦合传动方案数量,选出的动力耦合传动方案转速及转矩性能优异,可满足电动拖拉机多工况作业需求.该项研究对行星轮系及汽车变速器开发具有重要的理论意义.     

基于Dymola的电机-连杆机构建模与仿真研究

Dymola是采用统一建模语言Modelica对多领域的物理系统建模与仿真的平台。本文在Dymola中的多体运动库和电气元件库的基础上,建立了面向对象的电机-连杆机构的Modelica模型,并进行了仿真分析。结果显示Dymola能够充分仿真出电气参数对机械系统动态运动过程的影响,适合作为跨领域的机电系统仿真平台。     

七自由度车-路耦合模型设计及试验研究

针对车辆在行驶状态下车轮对路面的动载荷变化情况，根据车辆对路面的动力学响应理论建立了七自由度车-路耦合数值仿真模型。为进一步证明车辆前后车轮产生的动载荷具有相干性和规律性，搭建了车-路耦合模型试验装置并进行了相关试验研究。装置设计包括：车辆模型基于四轮七自由度车辆模型搭建；路面模型基于Kelvin地基上的Kichhoff薄板理论搭建。试验结果表明：所设计的模型试验装置能够证明车辆在不同载荷和速度下产生的动载荷具有相干性和规律性，仿真数据与试验数据幅值基本吻合，证明数值仿真方法合理，可对工程设计提供参考。     

基于Modelica的汽车转向系统建模仿真及实验验证

为研究汽车转向系统的转向性能,在对其进行动力学分析的基础上,采用多领域统一建模语言Modelica在仿真平台Dymola环境下建立转向系统模块、整车模块、轮胎模块及力矩计算模块,并将以上模块连接综合为转向系统整体仿真模型。针对某商用车的液压助力转向系统搭建了"汽车转向系统参数测量试验台"。通过台架试验测出模型中待定参数,将所得参数输入模型中进行仿真计算,结果表明:原地转向工况下仿真模型能较准确地反映车辆的转向性能。