变胞机器人重构及转向时足着地柔顺性控制

变胞机器人能够根据外界环境变化在轮式行驶和足式行走两种运动模式间自然切换,因此兼具在平整结构路面上快速行驶和在崎岖山地越障行走的能力。基于广义坐标法建立了变胞机器人转向重构过程的运动学模型,考虑到重构过程中摆动腿与环境接触时存在较大冲击,提出了利用阻抗控制方法实现摆动腿着地柔顺控制。在传统阻抗控制的基础上,基于李雅普诺夫渐进稳定性定理设计了自适应阻抗控制器,并利用粒子群优化算法对阻抗控制参数进行了优化。通过在不同环境刚度下仿真分析,证实了经过参数优化后的自适应阻抗控制器能够很好地实现对期望接触力的跟随,提高了变胞机器人对未知多变环境的适应性。最后针对变胞机器人转向重构过程中足着地进行了路面实验,进一步证实了优化后的自适应阻抗控制方法的优越性。     

液罐车流-固耦合分析及优化设计

在液罐车转向的过程中,罐体内液体的晃动会对液罐车产生侧向冲击力和侧倾力矩。以非满载液罐体为研究对象,采用流体体积法(Volume of fluid,VOF)对转向工况下的液体晃动进行数值分析,获得了侧向加速度和充液比对液晃的影响规律。建立液罐车侧向动力学模型,仿真结果表明,充液比为50%~70%时液罐车侧翻阈值较小。对罐体内部结构进行优化设计,设计一种倒V型防波板装置来降低液体对罐壁冲击。研究了9种倒V型防波板在不同充液比时的减晃效果,结果表明,安装三块夹角为150°的V型防波板防晃效果最好。搭建缩比液罐车侧倾台架,利用电动液压缸举升整个钢板平面和滑台以模拟罐车侧倾状态,同时滑台带动罐体向反方向平移,实现质心位置纠正,从而减小液体侧向晃动力与侧倾力矩,提高了液罐车的侧向稳定性。     

Combustion and emissions of the diesel engine using bio-diesel fuel

The combustion and heat release of engines using diesel fuel and bio-diesel fuel have been investigated. The results illustrate that the combustion happens in advance and the ignition delay period is shortened. The initial heat release peak declines a little, the corresponding crankshaft angle changes in advance, and the combustion duration is prolonged. The economic performance and emission features of diesel engines using diesel fuel and bio-diesel fuel are compared. The results also show that the specific fuel consumption of bio-diesel increases by about 12% .The emissions, such as CO, HC, and particulate matter decrease remarkably whereas NO_x increases a little.     

From a compressible fluid model to new mass conserving cavitation algorithms

This study investigates two algorithms proposed to solve a new cavitation model. This new cavitation model is based on a compressible Reynolds equation in which the density–pressure relation is obtained from a barotropic–isentropic assumption. It can be viewed as an approximation of the Jakobson–Floberg–Olsson/Elrod Adams cavitation model. Two algorithms are proposed to solve it. The first one is explicit and needs an important number of nodes. The second is implicit and can be used for steady-state and unsteady problems. Its implementation is easy and needs only minor modifications for a computer code in which cavitation is ignored. It can also be used to compute the solution of the usual J.F.O./E.A. model. Faster convergence is obtained using a relaxation parameter.     

高速轿车车身脉动压力的数值分析

分析了高速轿车气流噪声的产生原理,通过求解Lighthill方程得出车辆外部气流噪声只与车身表面的脉动压力有关。采用RNG k-ε和LES相结合的方法求解车外流场,对三个速度下车辆外部流场和表面脉动压力进行仿真模拟,并分析了车辆外流场的特性,得到了车身关键点处的脉动压力级,并将左侧窗中部分监测点的脉动压力级的计算值和实验值进行了对比,得出两者变化趋势基本一致,误差低于5%。经计算分析表明,用大涡模拟方法来计算汽车脉动压力是可行的。     

基于发动机四参数的轮式越野车换挡加速时间计算

在只有发动机最大功率、最大扭矩及其对应转速等四大参数的情况下,引入限定车速系数,以可能的最短总加速时间为原则确定换挡车速点;以基于发动机四参数的外特性模型为基础建立轮式越野车加速度模型,进而确定等加速度车速;由加速度模型建立不含积分运算的各档加速时间计算公式;考虑每次换挡所耗时间,推导换挡加速时间计算模型。利用Matlab对某轮式越野车等加速度车速、换挡车速、加速度和换挡加速时间进行设计计算,实例结果表明,该方法易于在Matlab中用程序实现,计算精度也有所提高。     

电液控制的主动横向稳定杆的应用仿真研究

为了改善商用车的侧倾稳定性,设计了一种集液压控制与电机控制的优势于一体,具有较高控制精度和较大反侧倾力矩的电液控制主动横向稳定杆,并以某19座商用车为例,建立了包含转向、俯仰、侧倾,车身垂向运动在内的九自由度整车模型,对其中的主动横向稳定杆设计了一种PID+前馈的控制策略以提高控制精度,减少迟滞,并通过Simulink...     

柴油机缸盖罩动态特性分析与改进

以某四缸柴油机铸铝缸盖罩为研究对象,融合频谱分析法、近场声压法及模态分析法的识别优势,分析缸盖罩的动态特性.首先在标定工况下采用时频谱结合频响函数分析了缸盖罩的振动响应特性,然后基于近场声压法定位分析了缸盖罩结构噪声的辐射特性,在建立缸盖罩有限元仿真模型基础上,再结合试验模态法与计算模态法获取了缸盖罩在柴油机约束状态下...     

新型微电机驱动开关阀仿真与试验研究

针对农用车辆动力换挡系统,设计了一种采用微型直流电机驱动和丝杠进给机构传动的新型开关阀,阐述了开关阀内部结构及其工作原理,基于Matlab/Simulink建立了微型直流电机和丝杠进给机构耦合的动力学模型,分别对阀的阶跃响应特性和静态流量特性进行了仿真,并在动力换挡试验台架上进行了试验研究.结果表明,试验结果与仿真结果...     

高低压蓄能器在回转泵控液压系统中应用及仿真

为了提高挖掘机回转系统的运行稳定性,通过引入高低压蓄能器的方式提出了一种回转泵控液压系统,通过相互协同的方式来实现泵控过程,并在Simulink 平台开展了仿真分析。结果表明:单蓄能器和双蓄能器在各运动阶段和泵输出功率基本一致,形成了相同的能量释放与保持特性。相对于单蓄能器,双蓄能器回转系统缩短了约0.5 s的制动时间。高压蓄能器形成较小的油液充放范围,但能够达到较高压力,同时低压蓄能器起到弥补高压蓄能器体积偏小问题。减速制动时,高压蓄能器升高到最大压力后高低压蓄能器开始回收能量,可以更加高效回收能量,显著缩短制动时间。该系统的液压系统设计具有能量回收以及系统自动补油的功能,表现出很好的节能高效性能,对提高挖掘机液压系统运行效率具有一定的理论意义。