基于神经网络的车辆空气悬架系统阻尼优化

在研究膜式空气弹簧结构参数和受力状况关系的基础上,建立了空气悬架车辆的柔性双质量振动模型,并对模型进行了仿真计算和分析.采用径向基函数神经网络,对空气悬架系统阻尼进行了不同负载工况下的多级优化.结果表明,空气悬架系统阻尼最优值随着载荷的减少而降低,优化阻尼后的车辆,在保证悬架行程的情况下,同时提高了平顺性和轮胎接地性能.     

具有双端质量的轻轨车辆悬架的振动响应性能设计

悬架是影响轻轨车辆行驶安全性和乘坐舒适性的重要组成部件。通过对传统轻轨车辆悬架进行分析,给出了以乘坐舒适性(车身垂直振动加速度)为目标函数的轻轨车辆悬架的振动响应性能指标。为了进一步提升悬架的振动响应性能,提出一种集成新型双端质量元件的轻轨车辆悬架结构。建立这种新型悬架的力学模型,采用状态空间模型方法,对新型轻轨悬架参数进行优化设计。结果表明,在最优参数条件下,应用双端质量的新型悬架在算例中其性能比传统轻轨车辆悬架提升了0.696%¹.942%。     

基于LMI优化的车辆非平稳行驶下的主动悬架控制研究

使用有边界条件下的鲁棒H∞控制理论,并且利用线性矩阵不定式(LMI)优化技术,对行驶在非平稳状态下的半车车辆模型的主动悬架进行了控制仿真研究。提出了非平稳行驶状态下基于LMI的车辆的主动悬架的控制策略。运用仿真软件MATLAB,分别对车辆垂直方向上振动响应的频域特性、车辆模型参数的不确定性和垂直振动响应时域特性等方面分析了车辆非平稳行驶时的平顺性,给出了半车车辆模型的主动悬架控制系统与被动悬架系统的仿真比较,因此证明了所研究方法的可行性和有效性,为车辆主动悬架系统的研究提供了有力的理论依据。     

馈能式磁流变半主动悬架协调控制研究

为了优化车辆悬架的减振控制及振动能量回收,提出了一种基于协调控制的馈能式磁流变半主动悬架。建立了1/4车二自由度悬架力学模型、磁流变减振器数学模型和馈能模型,利用MATLAB/Simulink软件对馈能特性进行了仿真分析,并进行了参数敏感性分析。分析了减振器实现自供能的条件及结构参数的影响,设计并分析了多模式协调控制下的悬架动力学特性和馈能特性。结果表明,该减振器馈能结构参数对自供能影响较大;协调控制器能够有效协调悬架系统减振与馈能关系,降低能耗,阻尼力可控性好,能够衰减车辆振动,馈能特性效果良好,验证了该结构的可行性。     

基于惯容的车辆悬挂系统动态分析与参数优化

为了提升车辆悬挂系统的动力学性能,在传统弹簧-阻尼悬挂模式基础上添加惯容,建立了惯容-弹簧-阻尼三元件并联的悬挂系统,在多组悬架参数下进行数值仿真,分析在新悬挂方式下悬架参数对悬架垂向振动响应的影响,采用多目标遗传算法进行参数优化,针对车身垂向加速度与悬架动行程,对悬架参数进行2组多目标优化,得出惯容、弹簧和阻尼最优参数匹配。仿真结果证明：在传统弹簧-阻尼悬挂模式基础上添加惯容可以有效改善车辆垂向振动系统的减振性能,减小主频。经过2组优化后,与传统弹簧-阻尼悬挂模式相比,车身垂向加速度均方根值分别减小了63.15%、62.22%;悬架动行程均方根值均减小了25.00%;轮胎动载荷均方根值分别减小了73.23%、72.65%。     

电动汽车轮毂电机—多连杆悬架系统设计与优化

基于传统车辆的多连杆悬架结构以及轮毂电机的结构设计了一种适用于直驱式电动汽车的轮毂电机-多连杆悬架系统。建立了数学模型、运动学仿真模型,验证了模型的准确性。基于构建的多连杆悬架模型,结合NSGA-Ⅱ算法,提出了轮毂电机-多连杆悬架系统的多目标优化方法,以悬架硬点为设计变量,对悬架的定位参数进行多目标优化并获得了Pareto最优解集。研究结果表明:优化后的悬架定位参数得到了改善,减少了轮胎磨损、车轮横向偏移的现象,提高了车辆的操纵稳定性,显著提高了悬架运动特性。     

螺旋弹簧悬架车辆振动的波动理论建模及频响分析

针对车辆建模不能完全反映高频振动的情况,应用古典振动理论及冲击波动理论,对螺旋弹簧悬架车辆的振动进行模拟并对响应进行分析。提出用冲击波动力学分析车辆振动的理论依据,推导螺旋弹簧应力波波阻的表达式,由此建立车辆的波阻力及变形力振动模型。通过冲击波影响螺旋弹簧的长度及其对应的质量,建立了螺旋弹簧惯性力及变形力车辆振动模型,综合多种因素,建立螺旋弹簧悬架车辆振动的波动理论模型,探讨了模型的求解方法,并对各种模型从理论和解法两个方面进行对比。仿真验证冲击波动理论模型与古典振动理论模型在低频段的一致性及弥补后者不能表达高频振动的缺陷。提出了在波动理论下螺旋弹簧多参数的应用方法及悬架高频响应的模拟方法。     

基于非线性振动模型的空气悬架特性研究

本文从空气力学的角度分析了空气弹簧弹力变化过程,引入了多个弹簧参数来计算弹力,然后建立了空气弹簧非线性振动模型。以此为基础在Matlab/Simulink中构建了空气悬架1/4车辆两自由度模型。模拟了车辆的行驶情况,评价了其道路友好性,并与参数相同的被动悬架作比较。结果表明:该非线性振动模型能够正确的模拟空气弹簧工作过程;相同条件下使用空气悬架可减小车辆对道路的损坏,降低公路运输和道路养护支出。     

面向整车平顺性的商用车平衡悬架结构分析与优化设计研究

为研究平衡悬架板簧与车桥连接方式对整车平顺性的影响,以国产某重型商用车为研究对象,分别建立滑板座及橡胶墩连接方式下整车刚柔耦合动力学模型并进行平顺性仿真对比,数据揭示橡胶墩连接方式下整车平顺性优于滑板座状态但仍有改善空间.建立以中桥振动传递路径下多测点三向平顺性为目标函数、橡胶墩平动及旋转刚度系数为优化变量及平衡悬架动行程为约束条件的数学模型.应用多软件耦合计算方法将动力学模型、多岛遗传算法、优化变量、目标函数及约束条件集成于多学科优化平台以开展橡胶墩刚度优化.对比优化前后橡胶墩刚度参数下整车平顺性响应,结果表明:橡胶墩刚度参数优化后整车平顺性较优化前提升约9％且主要源于中高频振动降低.     

遗传算法在油气悬架参数优化设计的应用

油气悬架输出特性的主要结构参数对整车平顺性有重要影响,基于此并结合油气悬架结构特点,提出油气悬架设计的目标函数;以该目标函数为基础,建立了多工况下的总体优化目标,根据正交试验的结果选取对整车平顺性影响较大的结构参数作作为设计变量,采用遗传算法优化工具对参数进行优化分析,找出各个设计变量针对总体优化目标的全局最优解,通过整车动力学模型对设计变量的最优解进行验证。研究方法和研究成果,为油气悬架结构参数的选取提供一定的理论指导和依据。     

Optimal Design and Dynamic Simulation of Mountain Bike with Rear Suspension

This paper investigates the dynamic design methodology of mountain bikes with rear suspension. Firstly, a multi-rigid body dynamic model of rider and mountain bike coupled system is constructed. The rider model includes 19 skeletons, 18 joints and 118 main muscles. Secondly, to validate the feasibility of the model, an experiment test is designed to reflect the real cycling status. Finally,aiming at enhancing the performance of the rider vibration comfort, the scale parameters of rear suspension are optimized with computer simulation and uniform design. The mathematical model in the vibration performance and the design variables is constructed with regression analysis. The result shows that when the length of side link is 90 mm, the length of connected rod is 336.115 1 mm and the included angle between absorber and side link is 60°, the mountain bike has better vibration comfort. This study and relevant conclusions are of practical importance to the design of the mountain bike's rear suspension system.     

轻型汽车整车平顺性建模及仿真分析

根据汽车振动理论,用MATLAB/SIMULINK模块建立双轴汽车振动模型,用建立的模型分析某种轻型汽车40车型,综合考虑悬挂质量分配系数、阻尼系数、悬架刚度和非簧载质量各因素对平顺性的影响,得到不同参数下的幅频响应曲线。根据得到的幅频响应曲线分析该车型整车的平顺性,得出各因素对整车平顺性的影响程度,对整车的设计具有重要的参考价值。     

基于虚拟样机技术的汽车悬架转向系的研究

研究了汽车前悬架的定位参数,通过ADAMS/CAR建立悬架转向系的虚拟样机模型,进行了双轮同向激振仿真试验分析,得到各响应曲线,分析了结构参数对悬架系统操纵稳定性及转向特性的影响,为汽车悬架转向系的结构设计提供依据.     

汽车振动系统的分析研究

建立前轮为独立悬架,后轮为非独立悬架汽车的七自由度动力学模型,并给出该模型所需要的质量特性与运动学特性参数。由给出的运动微分方程,利用仿真分析得出车身的振动加速度图。研究结果表明,建立的汽车振动系统动力学模型是有合理的。     

履带车辆悬挂参数变化对悬挂特性影响分析

通过确定实际履带车辆的简化条件,建立了二自由度车辆悬挂系统模型,得出了车身加速度、悬挂动行程、负重轮相对动载荷对路面输入的幅频特性,分析了悬挂刚度、阻尼系数、负重轮胶圈刚度和非悬置质量等参数变化对悬挂传递特性的影响.结果表明,在进行车辆悬挂系统设计和振动控制时,必须考虑悬挂系统参数的匹配问题和参数变化对振动控制的影响.     

汽车悬架系统混沌运动的自适应反演滑模控制

从存在干扰作用的不确定性汽车悬架系统出发,结合反演设计理论,提出悬架系统混沌运动的自适应滑模控制方法。该方法利用自适应律对系统所受不确定性因素进行估计,采用Lyapunov函数理论证明该控制器的渐进稳定性。仿真结果表明：即使存在悬架系统参数时变、模型不确定以及不同等级路面激励干扰情况,该控制方法也能对悬架系统混沌运动进行有效控制,使无序的振动位移和速度向稳定状态转变,且其数值大幅降低,同时悬架系统的垂直振动加速度也明显减小,车辆行驶的平顺性和安全性提高。由于控制器不依赖汽车悬架系统模型中的非线性项,且控制器中的自适应干扰估计能有效抵消不确定性因素所带来的影响,具有良好的自适应性和鲁棒性,因此研究结果可望为设计汽车可控悬架系统、提高乘坐舒适性,提供有用的控制方法参考。     

汽车悬架磁流变减振器的优化设计及仿真

基于磁流变减振器在汽车悬架减振系统半主动控制中的广泛应用,根据磁流变液的特点和磁流变减振器阻尼力与结构参数的关系,设计了新型的磁流变减振器,并对影响磁流变减振器性能的参数进行了优化和仿真.仿真计算表明,该磁流变减振器设计是一种能优化阻尼力的有效算法.     

山地车减振方法研究

根据随机振动理论与有关的车辆振动环境标准，建立了一类山地车全悬架行驶振动模型，为改善行驶舒适性，以山地车为研究对象，对其闰振系统参数进行了优化，并将优化前后的性能加以对比，证明了该模型的有效性，大大改善了骑行的舒适性。     

基于滚压的悬架振动俘能装置设计与特性分析

振动能量俘获装置能够回收路面不平引起的汽车悬架振动能量,为主动悬架提供动力,可有效降低主动悬架的能耗和使用成本。基于滚压原理,提出一种用于电动汽车自供能智能悬架的滚动压迫振动能量俘获装置概念设计。该装置通过滚珠滚压凸起金属片的方式将上下的随机振动转换为幅值相对稳定的单向压力,使其中的压电材料受压变形,从而输出电压。笔者建立了滚动压迫俘获振动能量的理论模型,并对其在随机路况下的振动俘能效果进行了仿真分析。结果显示,该俘能装置占用空间小,在悬架的各种运动状态下,都能俘获振动能量,具有较高的俘能效率,能满足悬架实际应用。