磁力弹簧在汽车悬架系统的应用研究

利用永磁铁间同极相斥的特性,构造了用于汽车减振系统的一种非接触、非线性的磁力弹簧.基于构建的永磁弹簧,建立了1/4车辆的悬架模型,并研究了磁力悬架系统的减振性能.仿真表明,磁力悬架比传统悬架具有较好的乘坐舒适性,能替换汽车悬架系统的弹性元件,具有较大的应用和研究价值.     

基于正交法的分数槽永磁电机电感仿真优化

针对单因素分析分数槽永磁电机三相绕组电感差异大不全面而多因素分析分数槽永磁电机三相绕组电感差异大效率低的问题,结合正交实验法和有限元仿真法提出了基于正交实验法的分数槽永磁电机的电感仿真优化方法。确定影响分数槽永磁电机电感的因素及其水平值后,建立正交实验表,对表中参数水平值进行仿真实验可推测出所有参数组合的结果从而大大减少了有限元仿真的次数,提高对分数槽永磁电机的电感参数优化效率。仿真结果表明,对影响分数槽永磁电机的4种主要因素各取3水平值采用这种方法只用9次仿真计算就能完成,但若采用常规仿真计算则需要81次,计算效率提高了79.1%,按照优化后的电机参数设计电机能够有效降低三相绕组电感差异,消除控制不平稳的问题,满足工程设计要求。     

盘式永磁微型发电机的磁路设计方法

研究了盘式永磁微型发电机的磁路设计方法,完成磁路的模型建立、理论推导、仿真修正和实验验证,探讨磁路中主要结构参数对磁隙处磁场的影响规律以及参数间的约束关系。着重研究磁隙处磁感应强度的计算方法和微型发电机的结构参数优化方案,并归纳出盘式永磁微型发电机的磁路设计方法。理论计算与实验数据误差在7%以内,进而验证了磁感应强度计算方法的合理性和准确性。文中方法对此类电机的设计和优化具有指导意义。     

多自由度新能源汽车充电装置的机构优化

研究新能源汽车充电装置的机构优化方法,提出了基于参数随机波动的有限元分析的优化思路.根据动静法建立了该装置缓冲机构的理论计算模型,通过与有限元计算结果的对比验证了理论模型的准确性.基于参数随机波动的有限元分析结果选取了敏度较高的6个参数建立了充电装置的优化模型,应用混合罚函数法优化后其总质量降低了16%.该研究为充电装置的机构优化设计提供了方法和理论依据.     

永磁同步电机静止参数辨识及电流环控制器自动参数整定

在永磁同步电机数字控制系统中,电流环控制器的参数整定是影响电流环带宽和系统控制性能的重要因素。为优化控制参数设计流程,提出一种基于静止参数辨识的自动整定方法,使控制系统在匹配不同电机平台时具有通用性。在永磁同步电机静止条件下,通过两点式伏安法辨识定子电阻值,消除脉宽调制中死区对定子电阻辨识的影响;通过高频注入法激励定子绕组,运用离散傅里叶变换分别得到交直轴电感值。分析推导自动整定电流环控制器参数方法,并根据辨识参数设计电流环控制器,在两组永磁同步电机实验平台上进行实验。实验结果表明：该控制方法可以使永磁同步电机具有良好的动态和静态性能;永磁同步电机静止参数辨识及电流环控制器参数自动整定方法是有效的。     

高过载硅微加速度计的动态响应

依据电容式微型加速度计的结构及工作原理,对高膛压火炮膛内弹载高过载硅微加速度计进行了动态响应研究,建立了加速度计弹性元件的力学模型及动态响应数学模型.通过计算给出了弹性元件在高过载条件下的固有频率及动态响应曲线.结果表明,微型加速度计的动态响应与弹性元件的固有频率密切相关,该微型加速度计具有良好的动态响应特性.     

直线永磁无刷直流电机换相过程解析分析与多目标优化计算

弹射用直线永磁无刷直流电机具有工作电压高、电流大、工作速度动态范围大的特点,在换相过程中易产生换相推力脉动、平均推力下降等问题。针对直线永磁无刷直流电机(LPMBLDCM)的最佳换相控制和电机参数匹配,建立了换相期间、非换相期间电机换相过程数学模型,提出了换相距离的概念并分析了各因素对换相距离的影响。建立电机参数匹配多目标优化模型,利用Matlab和Isight软件进行了建模和求解,改善了系统优化匹配设计,验证了理论分析的正确性。     

车用双层内嵌式永磁同步电机转矩脉动抑制方法

针对永磁同步电机采用常规转子分段斜极后转矩脉动仍有较大残余问题,提出一种基于转矩波形对称性优化的转子两段斜极转矩脉动抑制方法。采用磁路解析模型,对一台电传动用双层内嵌式永磁电机转矩谐波主要特征阶次进行系统分析。电磁有限元分析结果验证了解析模型的正确性。在磁路解析模型基础上,保持电机电磁性能不变,优化双层内嵌式永磁电机转子磁极参数以抑制转矩特定次谐波,转矩波形对称性明显改善。结合转子两段斜极的措施,对造成转矩脉动的转矩谐波进一步削弱。仿真结果表明,相比于常规转子分段斜极,该方法有效降低了基准电机的转矩脉动。     

某矿用汽车动力性换挡规律设计及优化

针对矿用汽车设计了动力性换挡规律,利用MATLAB/Simdriveline建立整车动力学模型进行仿真,验证了车辆的动力性能.为了得到针对所建仿真模型最优的换挡点,提出以加速时间为目标,用ISIGHT调用MATLAB对换挡点进行优化,并与设计换挡规律进行动力性对比.结果表明,优化得到的换挡规律加速时间减少、动力性更好.该方法可以方便、快速、有效地修正优化变量,对换挡规律设计和改进以及其他动力学仿真中参数的优化有实际意义.     

遗传算法优化BP神经网络在转速PID控制中的应用

提出一种基于遗传算法优化的BP神经网络PID控制算法,并将其应用于永磁无刷直流电动机的转速控制系统而设计出优化的转速PID控制器。该算法首先利用遗传算法对BP神经网络的初始权值进行优化,再利用BP神经网络算法对PID参数进行在线调节,解决网络的初始权值对控制效果的不利影响,仿真证明该算法可行。     

基于isight的某转管武器弹簧缓冲器优化设计

针对转管武器试验过程中出现的后坐阻力和后坐位移过大的问题,以某型转管自动机为研究对象,提出了一种基于isight的缓冲器优化设计方法.基于动力学分析软件ADAMS建立转管武器虚拟样机模型并对其计算结果进行分析.然后基于isight多学科优化技术,以最大后坐阻力作为目标函数,在后坐位移不超过19 mm的约束条件下采用最优拉丁超立方设计方法对缓冲簧设计参数进行灵敏度分析.利用isight集成ADAMS运行程序,采用多目标遗传算法NSGA-II对缓冲簧设计参数进行并行优化设计.实验结果表明:优化后的设计参数与最初方案相比其后坐阻力显著减小,同时该设计方法为转管武器缓冲器优化设计提供了参考依据.     

一种伺服机构模拟负载台多弹簧钢板统一设计方法

弹簧钢板是航天伺服机构负载台的重要组成部分,决定了负载台的负载特性。提出了一种伺服机构模拟负载台多弹簧钢板统一设计方法。相较传统方法,该方法可用于多钢板设计并拓展了其设计域。首先,以弹性力学矩形截面杆扭转的解析解为基础,定义了钢板扭转模型并提出修正系数的指数衰减函数形式的近似表达式;其次,提出多弹簧钢板设计的优化模型并给出确定优化初值的方法,该优化模型使目标函数和约束函数在全设计域二阶连续可微;最后,提出简化的钢板负载特性有限元校核方法,该方法可对不同宽厚比钢板扭转进行有限元建模和分析。分析结果表明:用工程案例对伺服机构模拟负载台多弹簧钢板统一设计方法进行检验,有效性得以验证。     

激光近炸引信探测目标的建模与求解

研究了激光近炸引信探测目标的建模问题.在分析激光近炸引信工作原理的基础上,给出了引信启动点和引信触发点的定义,并提出了基于几何模型的引信启动点和引信触发点的判定定理.针对在判定定理条件不满足时几何模型难以求解的问题,提出了将几何模型等效为最优化模型,通过非线性规划方法对模型进行求解的方法.最后,通过算例对模型进行了讨论.     

发动机气门弹簧的模糊优化设计

本文建立了发动机气门弹簧的模糊优化设计模型,探讨了多目标之间的协调,约束条件和目标函数中的模糊因素的处理方法,通过实例计算表明:模糊优化设计较经典优化方法更能体现设计过程的模糊性。     

伺服机构负载台弹簧钢板设计优化

弹簧钢板是航天伺服机构负载台的重要组成部分,决定了航天伺服机构负载台的负载特性.提出弹簧钢板设计的优化方法,以材料力学公式为基础,应用集成优化平台ModelCenter,建立弹簧钢板设计优化模型;应用有限元方法对钢板负载特性进行建模和校核;用工程案例检验弹簧钢板设计优化方法的有效性,并讨论优化方法应用中应注意的问题.     

自动变速器比例电磁阀优化设计与分析

以自动变速器用比例电磁阀为研究对象,研究了比例电磁阀关键参数的设计及其优化方法。在结构分析的基础上,分析了其工作原理,将比例电磁阀分为电磁、机械和流体三部分。建立了比例电磁阀阀芯动力学方程,分析了影响电磁阀动态响应时间及油压动态输出的因素。对比例电磁阀的电磁铁部分进行了优化设计,确定了电磁力和输入电流之间的关系后;采用遗传算法的优化方式,以比例电磁阀阀芯质量、弹簧刚度、弹簧的预压缩量和阻尼系数为优化设计参数,比例电磁阀油压输出的响应时间及超调量为优化目标,对比例电磁阀进行优化设计与分析;设计中通过改变遗传算法的种群范围、遗传代数、交叉率及变异率,得到了多种比例电磁阀的结构方案,并进行了部分试验验证。研究结果表明：通过优化方法可以得出比例电磁阀的优化设计参数,优化后的比例电阀输出油压动态响应时间提高了12.5%,油压超调降低了50%,能够满足自动变速器电液换挡控制系统综合要求。     

爆炸环境下乘员约束系统参数分析及优化

针对特种车辆在底部爆炸环境下乘员座椅受到瞬时高强度冲击时的防护性能进行研究,建立整车爆炸环境,利用仿真计算与试验所得座椅底座加速度进行乘员约束系统冲击输入验证,借鉴普通乘用车加权伤害准则,对乘员约束系统中弹簧刚度、黏性阻尼系数、坐垫刚度与安全带刚度四因素运用试验设计、响应面技术进行相关参数灵敏度分析,并通过遗传算法对代理模型完成参数优化工作,研究发现:优化后的乘员约束系统参数相对初始值达到10.5％的综合防护性能提升.     

基于虚拟样机的机枪自动机结构参数优化

以优化机枪射击频率进而优化机枪频率匹配关系为目标,建立某型机枪枪身系统的虚拟样机模型.选择导气孔直径、活塞的有效横截面积、枪机框质量、枪机质量和枪机框缓冲簧刚度为优化变量.利用该机枪动态响应曲线测试结果及基于散布精度的射频优化理论确定该机枪良好频率匹配关系时的射击频率,最后采用序列二次规划算法对自动机结构参数进行优化.     

基于流体-固体耦合的液压滑阀开启过程仿真分析与优化

为改善液压滑阀开启过程中阀芯的工作性能,基于流体-固体耦合理论和动网格技术,建立滑阀开启过程三维流体-固体耦合数值分析模型,对阀芯在驱动力、弹簧力及液动力作用下的动作过程进行了模拟分析。针对阀芯受力分析结果,改进滑阀内部流道结构;以改进后阀芯槽口和凸台的4个结构参数为优化对象,利用最小二乘拟合和反向传播神经网络构建最大冯米塞斯应力与液动力峰值的目标函数,借助遗传算法确定了槽口和凸台的4个结构参数最优值。研究结果表明：优化后阀芯所受液动力和最大冯米塞斯应力的峰值分别减小了16.3%和22.0%;优化设计阀芯的结构参数可明显提高滑阀开启性能。     

履带车辆变型设计中车体姿态调整方法研究

为解决履带车辆变型设计中车体姿态调整问题,提出了一种基于虚拟样机技术和参数优化技术的新方法.建立变型履带车辆的多体动力学模型并进行了实验验证;选择平衡肘预安装角作为设计变量,以车体距地高为约束条件,车体姿态参数为目标函数进行了优化;对优化后的车辆车体姿态及扭杆弹簧最大剪应力进行了校核,证明了本文提出的车体姿态调整方法的...