行星啮合式无级变速系统多刚体动力学仿真研究

通过对行星啮合式无级变速系统在UG及ADAMS中进行联合建模(几何建模和约束建模),建立了一种基于接触力的虚拟样机仿真模型,通过选取合理的接触力参数,获得了该系统的动力学特性曲线。通过虚拟样机试验研究证明了该系统具有过零无级调速的可行性,验证了其调速范围优于环锥行星无级变速传动系统,研究结果对该系统的深入设计研究有预判和指导作用,且具有一定的应用价值。     

线控转向系统汽车的主动转向控制研究

以线控转向系统汽车为研究对象,为提高车辆在低附着路面以及高速行驶时的行驶稳定性,提出了一种基于指数趋近律的滑模控制算法。基于Simulink与Carsim平台,建立整车模型,并对转向执行总成部分进行频率响应特性分析,验证其工作稳定性。根据固定转向增益,设计理想角传动比曲线,并设计滑模控制器实现车辆的主动转向功能。仿真结果表明,与PI控制器的结果相比,这里所提出的控制策略可以更有效地实现主动转向功能。     

主动转向系统的传动比研究

分析主动转向系统(active front steering system,AFS)传动机构的工作原理,建立AFS传动机构的数学模型,根据汽车二自由度模型确定汽车的系统稳态横摆角速度增益曲线,选取合适的系统横摆角速度增益值设计转向传动比曲线以及转向轴叠加角曲面,建立装备AFS整车的联合仿真模型,依据转向轴叠加角曲面控制转角电机实现转向系统的主动转向。仿真结果表明:AFS传动比曲线设计方法合理有效。     

乘用车主动前轮转向系统的控制研究

在电动助力转向系统的基础上设计了一种全新的主动前轮转向系统,不仅可以实现转向系统的变传动比,而且还可以弥补转向干预时方向盘力矩的突变。建立了整车动力学模型以及转向盘反力矩模型,设计了模型参考变结构滑模控制器以及转向干预时的力矩补偿控制策略。仿真结果表明,基于主动前轮转向的模型参考变结构滑模控制器能够较好地实现实际车辆对理想车辆的跟踪,可以有效地避免行车过程中人为因素造成的不必要的事故;此外基于电动助力转向系统的力矩补偿控制能较好地改善转向盘反力矩突变导致的驾驶员不适应。     

主动前轮转向系统改进型变传动比曲线设计

为提高低附着系数路面下的车辆操纵稳定性,基于拟合变传动比曲线,采用模糊推理方法,设计了自适应改进型变传动比曲线,把可变传动比功能拓展至稳定性控制层面。在MATLAB/Simulink中的仿真分析验证了所设计的改进型变传动比曲线的有效性。当在线估算的路面附着系数减小时,车辆系统的增益也相应减小,从而使车辆理想横摆角速度响应也减小,提高了车辆在低附着路面行驶时的稳定性和安全性。     

汽车主动转向系统变传动比及电机控制特性研究

为满足汽车高速转弯行驶时的理想转向操控性和安全性、灵敏性,分析汽车双行星齿轮机构主动转向系统变传动比特性。通过选择合适的横摆角速度增益值设计理想变传动比曲线及转向角叠加曲线,并采用基于电流环、转速环的双环串级PID控制策略对主动转向助转角电机特性进行了仿真分析,结果表明:该控制策略能有效改善汽车主动转向系统的助力转角电机的电流响应速度、超调量、峰值时间以及转速响应时间和车辆路径跟踪效果,从而提高汽车转向灵敏性和操稳性。     

履带车辆液压机械差速转向系统动力学建模及仿真

液压机械差速转向系统是履带车辆的一种新型双功率流转向系统,在对系统构成及工作原理进行分析的基础上,运用动力学原理和模块化建模方法,建立了包含发动机、液压闭式回路系统、行星排及负载等履带车辆液压机械差速转向系统的数学模型和Simulink仿真模型。结合实例,对液压机械差速转向系统的动态响应性能进行了仿真及试验研究,对比表明所建模型能有效表达履带车辆液压机械差速转向系统性能的变化,分析了不同工况参数下系统性能的变化规律,从而为履带车辆液压机械差速转向系统的性能分析及控制研究提供理论依据。     

虚拟装配中基于多刚体动力学的物性装配过程仿真

基于物理模型的虚拟装配过程仿真是虚拟装配技术的发展趋势之一.针对当前虚拟装配技术对质量、力等物理属性考虑不足,其仿真过程没有反映真实世界中零部件装配运动的本质规律的问题,提出虚拟装配中基于多刚体动力学的物性装配过程仿真方法,实现以力为输入参数的零部件装配过程仿真.同时详细阐述该方法中的三项关键技术的实现方法,即面向物性仿真的基本物理属性建模技术、虚拟装配中多刚体动力学的数学建模方法、虚拟装配中刚体碰撞过程仿真与分析方法.目前该方法已在虚拟装配工艺规划系统(Virtual assembly process planning,VAPP)中进行了实现,并通过实例进行了验证.     

曲柄连杆机构多刚体动力学仿真方法研究

以ADAMS/Engine为仿真平台,对柴油机不平衡的惯性载荷进行分析,建立其曲柄连杆机构的多刚体系统模型。通过多刚体系统动力学仿真,获取仿真模型的动力学特性数据,实现对柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真。本方法为柴油机曲柄连杆机构对机体的激励力的优化设计和有限元分析提供了参考依据,运用多刚体动力学仿真成为对柴油机进行平衡分析和优化设计缩短柴油机研制周期行之有效的方法。     

小生境遗传算法的多刚体系统动力学参数优化设计

在分析多刚体系统动力学参数优化问题特点的基础上,针对用传统优化方法和标准遗传算法求解这一类问题时存在的问题,提出了一种改进的小生境遗传算法。采用最优保存策略和高斯变异算子,保证算法的稳定收敛和提高算法在每个峰值附近的局部搜索能力。将该方法用于5自由度汽车悬架系统动力学参数优化设计问题,结果表明该方法在收敛速度和获得全局最优解方面部有很大提高。     

基于主动前轮转向横摆角速度反馈控制的研究

在主动前轮转向系统中引入横摆角速度反馈传感器,建立了主动前轮转向系统数学模型和横摆角速度反馈控制模型,使用PID控制器实现横摆角速度反馈控制;系统通过产生附加的前轮转角,对前轮转角进行修正,使车辆转向行驶时的横摆角速度和侧偏角很好地跟踪参考模型;并在系统阶跃和正弦输入下分别进行仿真分析,结果表明,在主动前轮转向系统中引入横摆角速度反馈控制可以显著改善车辆横摆角速度的瞬态响应,从而提高了车辆的转向稳定性.     

基于多体动力学仿真的履带车辆转向性能分析

以多体系统动力学理论和方法为基础,基于RecurDyn软件建立高速履带车辆多体动力学模型及路面模型,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。重点分析车辆在转向过程中履带预张紧力、转向半径和路面工况这3方面因素对转向特性的影响。研究结果表明:履带车辆高速转向时,软地面转向性差,易发生车辆侧翻、脱轮等现象;车辆以20 km/h的速度,转向半径r>B/2软地转向时,两侧履带滑移(滑转)现象不明显,转向稳定性最好,当选取车重力的10%(20 kN)作为预张紧力时,履带动态张紧力波动变化小,车辆转向角加速度没有出现幅值突变,转向平稳。     

主动前轮转向横摆稳定性模糊控制系统设计

提出了一种基于主动前轮转向横摆稳定性控制方法,以横摆角速度和质心侧偏角为控制目标。采用鲁棒性较强的模糊控制方法对汽车稳定性进行控制。建立了整车线性二自由度模型,以反馈系统中的误差信号及其变化率作为模糊系统的输入设计了模糊控制器,通过控制横摆力矩来实现车辆稳定性的控制。对转向盘阶跃输入信号和正弦输入信号两种工况分别进行了仿真研究。通过分析仿真结果,该控制方法能有效地控制车辆横摆角速度和质心侧偏角,提高车辆转向时的稳定性,同时能有效的降低驾驶员的操纵负担。     

柔性齿轮系统的多体动力学仿真研究

以渐开线齿轮为例,通过程序求得渐开线上的关键点,又在ANSYS中通过关键点创建齿轮渐开线,建立齿轮的有限元模型,导入到ADAMS中进行多体动力学仿真。通过ADAMS和ANSYS的结合,成功地实现了柔性齿轮系统动力学的仿真计算,使仿真结果更加贴合实际。实例表明,该柔性体仿真方法对包括齿轮机构存内的复杂机械系统的多体系统动力学仿真具有一定的参考意义。     

基于多体系统理论的反弧门钢止水修复误差分析

以自制反弧门钢止水修复设备为研究对象,通过分析反弧门钢止水非线性接触密封面机械同步仿形修复误差产生的原因,运用多体系统理论建立了反弧门钢止水非线性接触密封面机械同步仿形修复误差的数学模型,找出了修复过程中的全部误差项,并得出修复过程中的主要误差为原理性误差、导轨精度误差、设备误差、砂轮磨损误差。该模型能为修复设备的优化设计提供参考依据,对反弧门钢止水修复误差补偿及修复精度的提高具有指导意义。     

基于多体系统理论的螺纹磨削研究

将多体系统运动建模方法应用到数控螺纹磨床建模中,建立机床、工件和砂轮的运动关系,推导出多线砂轮磨削螺纹的加工方程。开发螺纹磨削仿真软件,获得螺纹磨削加工G代码,在磨削螺纹的生产中取得了很好的效果。     

基于系统动力学的企业联盟生命周期建模与仿真

应用系统动力学原理分析了几个主要因素对企业联盟生命周期各阶段的影响,这些因素包括内在约束、成就业绩、核心能力和适应能力.建立了能够反映企业联盟生命周期不同阶段的因果关系流图和系统动力学模型.以此为基础,设计并实现了企业联盟生命周期各阶段的系统动力学模型仿真软件,并通过对比验证了模型的有效性,说明利用系统动力学原理对企业联盟生命周期进行研究是一种可行的方法.     

液压挖掘机工作装置的建模及动力学仿真

使用UG建立了液压挖掘机工作装置的三维模型。在ADAMS中建立了虚拟样机模型并进行了动力学仿真分析,求出了挖掘机工作过程中工作装置关键点处力的变化规律,为进行有限元分析提供了依据。     

飞机大部件调姿机构柔性多体动力学建模与仿真

为保证飞机大部件调姿的质量与可靠性,构建了调姿机构的动力学模型,模拟了整个调姿过程。根据调姿机构自身特点将三坐标定位器的支撑杆视为柔性体,综合运用拉格朗日方程、虚功原理与拉格朗日乘子法,建立了调姿机构的柔性多体动力学模型;经数值求解得到调姿过程中飞机部件和定位器的受力情况,通过仿真算例验证了所建立的动力学模型的正确性和有效性。该动力学模型可为实现调姿过程的自动控制提供有力的依据。     

并联式混合动力汽车的建模和仿真

描述了并联式混合动力汽车(PHEV)仿真模型的建模思想,利用ADVISOR软件,建立了PHEV的仿真模型,并以SP-PHEV 2000为例,对所建模型进行了仿真.结果表明,所建立的模型和提出的仿真方法是合理有效的.