汽车转向机构仿真及优化设计

研究汽车转向机构优化设计问题,传统转向机构设计忽略转向机构与悬架干涉,造成实际工况下前轮定位参数变化过大,导致操纵稳定性下降.为了提高实际工况下转向性能,针对原地转向及车轮跳动工况,根据阿克曼转角几何原理及前轮定位参数变化规律,采用多目标优化方法建立复合加权惩罚函数进行优化设计.并在建立优化模型时引入试验设计方法(DOE)进行设计变量筛选.应用ADAMS软件建立某车前悬架总成动力学模型进行仿真优化.仿真结果表明,优化后模型更好地满足了阿克曼转角几何原理,转向机构与悬架更加匹配,验证了改进方法在转向机构优化设计中的实用性与优越性.     

新型铰接转向机构参数优化设计

该文介绍了一种新型的铰接转向机构,采用特殊的双摇杆转向型式,以采用此转向机构的某重载车辆为研究对象,利用CAE软件ADAMS,建立了机构铰点参数化的虚拟样机,采用Design study方法,得出转向机构参数性能的变化情况以及设计参数的近似敏感度,得到关联度最大铰点。采用OPTDES-SQP优化模型,设置目标函数,建立了以综合转向性能最优为优化目标的优化设计模型。经过优化,转向力臂差变化比率 为﹣74.6%,转向角度增加+2.22%,通过实际应用,减小了转向过程转向液压系统的振动和冲击,增加了系统转向稳定性,取得了良好的效果,为该转向系统的控制与操作提供了必要的依据。     

车辆线控转向系统的分数阶鲁棒控制研究

线控转向系统有别于普通车辆的机械转向机构,它是由转向电机、转向机构、转角和力矩传感器以及控制单元构成的复杂转向系统．系统性能受到参数的不确定性、未建模动态以及前轮回正力矩的影响．本文基于分数微积分理论,根据转向系统鲁棒性的设计要求,提出一种新的PI^λD^μ控制策略,保证线控转向系统在所要求的频域范围具有鲁棒性．文中通过优化方法得到PI^λD^μ控制器的五个设计参数,并用Oustaloup算法对分数阶控制器进行仿真验证,结果表明该控制方法对提高转向系统性能的鲁棒性是有效的．     

MSC Adams在双前桥转向机构设计中的应用

本论文对双前桥载货汽车的转向机构进行了全新的设计,在理论计算的基础上利用MSC Adams软件分别对转向梯形和转向摇臂机构进行了运动学仿真,并对其转向特性进行了优化. 随后的道路试验结果表明新设计的转向机构性能符合设计要求.     

铁水包车多轴转向机构运动学分析与优化

多轴转向车辆转向机构必须协调各转向轮转角,以满足阿克曼转向原理,才能减少轮胎磨损,提高转向性能.建立了液压平板铁水包车多轴转向机构的运动学分析模型,对转向机构进行了运动学分析,分析结果表明该转向机构与阿克曼原理偏差较大.根据阿克曼转向原理和梯形转向机构特点,提出了改进的多轴转向机构方案,新的转向机构优化仿真结果表明,方案能够更好的协调转向轮转角,降低轮胎磨损,改进的转向机构比原转向机构方案能够更好的满足转向原理,结构更加简单.     

基于OPTIMUS的叉车转向机构的优化设计

一、概述 电叉车转向机构现在普遍采用(图1)横置液压缸式转向机构,这种结构具有形式简单、机构紧凑、布置方便和偏转角大等优点.但是在转向机构设计过程中会遇到一些难题,比如车轮转角误差过大会影响轮胎磨损、油缸径向力大会导致油缸漏油、油缸行程大会引起机构干涉和油缸布置困难、转向油缸推力(或者进油量)要求大则导致转向操作的灵敏性差等问题,并且这些问题之间会相互牵制与制约,很难同时实现的最优设计,因此优化设计方法(特别是多目标优化方法)需要被引入到叉车转向机构的设计过程中.     

异构模块型可变形机器人狭窄空间转向性能研究

围绕异构模块型可变形机器人在狭窄环境的通过性问题,在分析直线构型转向性能和狭窄环境安全通过范围的基础上,提出一种基于能量最优的狭窄环境下转向控制方法.首先在转向运动学和转向动力学模型基础上,构建了状态角度、驱动速度等控制参数与转弯半径等转向性能的关系;进而以能量消耗最小为目标、以安全转弯范围为约束条件,优化机器人直线构型转向下各运动参数的选择和调整.最终通过仿真分析验证了运动控制参数对转向性能的影响,并提出了不同转向方式、不同转向控制参数的特点和优势.     

电动汽车线控转向系统性能分析与参数优化

研究电动汽车操纵稳定性优化问题,电动汽车采用线控转向系统,可靠性差,成本高.为提高操纵稳定性和主动安全性,提出对设计的线控转向系统的实体结构进行适当简化,建立了电动汽车线控转向系统的动力学模型.然后,研究了电机及减速器等的结构参数对系统频率响应特性和时域响应特性的影响,进行了电动汽车线控转向系统性能分析.最后,对系统的稳定性条件,采用非线性带约束优化算法进行了电动汽车线控转向系统的参数优化仿真.结果表明,经过参数优化后,电动汽车的操纵稳定性大大提高,可用于指导转向系统的参数设计与匹配.     

基于免疫模糊PID的EPS控制仿真研究

研究提高汽车电动助力转向系统(EPS)的助力转向性能和轻便性的优化控制问题.传统PID控制参数优化前,需专家知识经验,且响应能力和跟随性能较差,影响EPS控制性能.为了提高EPS助力转向性能和轻便性,提出了采用免疫反馈控制和模糊控制相结合的免疫模糊PID控制EPS转向柱转角的策略.首先,在EPS数学模型的基础上,建立输入为转向盘转角、输出为转向柱转角的EPS系统助力特性模型,并设计了免疫模糊PID控制器.其次,根据稳定性试验的相关标准,选取不同的转向工况,在Matlab中进行EPS控制仿真,并与常规PID控制的EPS进行比较,通过加入干扰验证改进算法的鲁棒性.结果表明改进算法能有效地提高EPS系统的快速响应能力和跟随性能,改善转向系统的助力转向性能.     

足球机器人挑球机构优化设计

为优化足球机器人挑球机构的关键参数,根据所建的机构数学模型,在Matlab中采用SUMT惩罚函数法,通过构造增广目标函数,把约束最优化问题转换为一系列无约束极小化问题,获得原约束问题的最优解,对模型进行优化.软件仿真与实物实验表明,将该结果应用到足球机器人设计中,使机器人挑球性能大大提高,验证模型的正确性,并为足球机器人在挑球过程中球与带球机构碰撞问题提供参考性解决方案.     

Adaptive steering control without using measurements of lateral velocity of vehicles

In this paper, we propose an adaptive steering controller without using measurements of lateral velocity of vehicles. At first, we show a new dynamic expression suitable for the design of a stable adaptive steering controller without using the lateral velocity. Next, we develop an ideal vehicle model. In the designed ideal vehicle model, a good steering performance can be achieved even if the drivers’ steering characteristics vary. Finally, an adaptive steering controller is developed, so that the actual vehicles can track ideal vehicle model and realize good steering performance.     

整车建模和转向性能分析

转向性能研究中一般会更多地关注方向盘力矩的变化。所以,转向系统对分析精度起决定性影响,必须建立详尽的模型来描述其内部特性,如惯性、刚度、摩擦、阻尼和助力曲线,这些因素对方向盘力矩变化有非常显著的影响,以致影响转向性能。本文阐述了在AMESim软件中建立液压助力转向系统和整车模型的过程。首先提出了一种新的计算转向阀过流面积的方法,以获得真实的转向助力特性,然后建立了包含这个比较详尽的转向系统的整车动力学模型,用于转向性能研究,最后选用了几种实车道路试验结果来验证此模型的准确性。     

On-chip interconnects and instruction steering schemes for clustered microarchitectures

Clustering is an effective microarchitectural technique for reducing the impact of wire delays, the complexity, and the power requirements of microprocessors. In this work, we investigate the design of on-chip interconnection networks for clustered superscalar microarchitectures. This new class of interconnects has demands and characteristics different from traditional multiprocessor networks. In particular, in a clustered microarchitecture, a low intercluster communication latency is essential for high performance. We propose some point-to-point cluster interconnects and new improved instruction steering schemes. The results show that these point-to-point interconnects achieve much better performance than bus-based ones, and that the connectivity of the network together with effective steering schemes are key for high performance. We also show that these interconnects can be built with simple hardware and achieve a performance close to that of an idealized contention-free model.     

Improved Beam Steering Method Using OAM Waves

Orbital Angular Momentum (OAM) is an intrinsic feature of electromagnetic waves which has recently found many applications in several areas in radio and optics. In this paper, we use OAM wave characteristics to present a simple method for beam steering over both elevation and azimuth planes. The design overcomes some limitations of traditional steering methods, such as limited dynamic range of steering, the design complexity, bulky size of the steering structure, the limited bandwidth of operation, and low gain. Based on OAM wave characteristics, the proposed steering method avoids design complexities by adopting a simple method for generating the OAM-carrying waves. The waves are generated by an array of Planar Circular Dipole (PCD) elements. These elements are designed to cover a wide bandwidth range between 3 and 30 GHz. The transmitting array shows an enhanced gain value from 8.5 dBi to almost 11.5 dBi at the broadside angle. Besides the enhanced PCD-based OAM generation, the novelty of the design lies in a new method of beam steering. Beam steering is then performed by controlling the electrical feeding of the PCD elements; the beam azimuthal location is managed by turning off some of the PCD elements, while the elevation is determined by changing the gradient phase of excitation for the turned-on PCD elements. Detailed analysis of the steering method is carried out by finding the mathematical model of the system and the generated waves. The performance has been verified through numerical simulators.     

刚性轮—土壤相互作用的多体动力学仿真研究*

车轮与松软地面相互作用的研究对越野车辆的设计、性能评价和行驶操作等至关重要。提出了一种新的多体系统大规模接触碰撞理论与地面力学理论相结合的车轮土壤相互作用仿真方法。基于自行开发的多体动力学仿真软件研制了车轮土壤相互作用模块并构建了单轮土槽多体仿真模型。对相同实验条件下得到的仿真与实验结果的对比分析表明,该仿真算法具有较高的工程实用性。     

机械式变比转向器传动比测试系统设计

为满足车辆转向轻便性和灵敏性的统一、改善转向性能,汽车需要采用变传动比转向器.针对机械式变比转向器性能要求,基于转向器总成台架试验国家标准,描述了变传动比测试过程,设计了基于虚拟仪器的传动比测试系统,讨论了传动比测试硬件系统、人机交互界面设计和试验台的搭建与测试.主要运用PCI总线数据采集卡,实现系统输入端驱动、输出端加载和信号采集功能,完成了变比转向器传动比测试.为机械式变比转向器设计方法的验证提供数据依据,具有良好的现实意义.